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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Spannungswandlergerät, das in
der Lage ist, einen Fehler in einem Spannungswandler, der eine Gleichspannung
aus einer Gleichspannungsstromversorgung in eine Ausgangsspannung
wandelt, auf computerlesbares Aufzeichnungsmedium mit einem Programm,
das dort aufgezeichnet ist, um einen Computer zu veranlassen, eine
Fehlerverarbeitung auszuführen,
und auf ein Fehlerverarbeitungsverfahren.
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Zum Stand der Technik
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Seit
kurzem ziehen Hybridfahrzeuge und elektrische Fahrzeuge großes Interesse
als umweltfreundliche Fahrzeuge auf sich. Derartige Hybridfahrzeuge
sind nun im Handel erhältlich.
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Das
Hybridfahrzeug verfügt über eine
Stromversorgungsquelle, eine Gleichstromversorgung, einen Wechselrichter
und einen Motor, den der Wechselrichter ansteuert, zusätzlich zu
dem herkömmlichen
Motor. Der Motor wird insbesondere angetrieben zur Stromerzeugung,
während
der Wechselrichter eine Gleichspannung aus der Gleichspannungsstromversorgung
in eine Wechselstromspannung wandelt, um den Motor mit der Wechselspannung
in Rotation zu versetzen und folglich Leistung zu erzeugen. Das
elektrische Fahrzeug enthält
eine Stromversorgungsquelle, eine Gleichstromlieferung, einen Wechselrichter
und einen vom Wechselrichter angesteuerten Motor.
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Einige
Hybrid- oder Elektrofahrzeuge sind ausgelegt, die Gleichspannung
aus der Gleichspannungsstromversorgung durch einen Aufwärtswandler heraufzusetzen
und die heraufgesetzte Gleichspannung dem Wechselrichter zuzuführen, der
den Motor ansteuert.
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Die
offengelegte
japanische Patentanmeldung
Nummer 2-308935 offenbart ein in
13 gezeigtes
elektrisches Gerät
300.
Dieses elektrische Gerät
300 ist
in ein Hybridfahrzeug montiert. Unter Bezug auf
13 verfügt das Elektrogerät
300 über eine
Gleichstromversorgung
310, eine Bypassleitung
311,
ein Relais
312, einen Aufladungszerhacker
320, einen
Kondensator
326, einen Wechselrichter
330, einen
elektrischen Gerätekörper
350 und über eine Magnetfeldsteuerung
360.
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Die
Bypassleitung 311 und das Relais 312 sind an eine
Stromversorgungsleitung und die positive Elektrode der Gleichstromversorgung 310 als
Serienschaltung eingefügt.
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Der
Aufladungszerhacker 320 verfügt über eine Drosselspule 321, über MOS-Transistoren 322, 323 und über Dioden 324, 325.
Ein Ende der Drosselspule 321 ist mit der Stromversorgungsleitung
der Gleichstromversorgung 310 verbunden, und das andere
Ende ist mit dem Zwischenpunkt zwischen den MOS-Transistor 322 und den MOS-Transistor 323 angeschlossen.
Die MOS-Transistoren 322 und 323 sind als Serienschaltung
an die Stromversorgungsleitung und eine Masseleitung geschaltet.
Der MOS-Transistor 322 ist mit seinem Drainanschluß mit der
Stromversorgungsleitung verbunden. Der MOS-Transistor 323 ist
mit seinem Sourceanschluß mit
der Masseleitung verbunden. Die Dioden 324, 325 sind
jeweils zwischen den Sourceanschluß und den Drainanschluß des jeweils
zugehörigen MOS-Transistors 322, 323 geschaltet,
um den Stromfluß von
außen
zum Drainanschluß zu
ermöglichen.
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Der
Wechselrichter 330 ist aus einem U-Phasenzweig 343,
einem V-Phasenzweig 344 und einem W-Phasenzweig 345 aufgebaut.
Der U-Phasenzweig 343, der V-Phasenzweig und der W-Phasenzweig 345 sind
parallel zwischen die Stromversorgungsleitung und die Masseleitung
geschaltet.
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Der
U-Phasenzweig 343 ist aus den in Serie geschalteten MOS-Transistoren 331 und 332 gebildet.
Der V-Phasenzweig 344 ist aus den in Serie geschalteten
MOS-Transistoren 333 und 334 gebildet. Der W-Phasenzweig 345 ist
aus den in Serie geschalteten MOS-Transistoren 335 und 336 aufgebaut.
Die Dioden 337 bis 342 sind jeweils mit dem Source-
und dem Drainanschluß der
zugehörigen MOS-Transistoren 331 bis 336 verbunden,
um den Stromfluß von
der Sourceseite zur Drainseite zu ermöglichen.
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Das
elektrische Gerätegehäuse 350 verfügt über drei
Phasenspulen und dient als Stromgenerator und als Motor für eine Maschine.
Die Phasenzweige U, V, W vom Wechselrichter 330 sind mit
ihren jeweiligen Zwischenpunkten mit den jeweiligen Endanschlüssen der
U-, V-, W-Phasenspulen des elektrischen Gerätegehäuses 350 verbunden.
Das andere Ende der U-Phasenspule ist an den Zwischenpunkt zwischen
den MOS-Transistoren 331 und 332 angeschlossen.
Das andere Ende der V-Phasenwicklung ist an den Zwischenpunkt zwischen
den MOS-Transistoren 333 und 334 angeschlossen.
Das andere Ende der W-Phasenspule ist an den Zwischenpunkt zwischen
den MOS-Transistoren 335 und 336 angeschlossen.
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Die
Magnetfeldsteuerung 360 enthält eine Diode 361,
einen NPN-Transistor 362 und einen Basisverstärker 363.
Die Diode 361 ist zwischen den positiven Anschluß F+ der
Feldwicklung vom elektrischen Gerätegehäuse 350 und den Kollektor
des NPN-Transistors 362 geschaltet.
Der NPN-Transistor 362 ist angeschlossen an den negativen
Anschluß F- der
Feldwicklung und der Masseleitung zum Aufnehmen einer Spannung aus
dem Basisverstärker 363 für dessen
Basis. Der Basisverstärker 363 ist
verantwortlich für
ein Steuersignal aus einer Steuereinrichtung (nicht dargestellt)
zur Abgabe einer vorbestimmten Spannung an die Basis vom NPN-Transistor 362, um
den NPN-Transistor 362 leitend zu schalten/zu sperren.
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Die
Gleichstromversorgung 310 gibt eine Gleichspannung ab.
Wenn das Relais 312 durch das Steuersignal aus der Steuereinrichtung
(nicht dargestellt) aktiviert ist, liefert die Bypassleitung 311 die Spannung
an beide Anschlüsse
des Kondensators 326 für
die Gleichstromversorgung 310. Der Aufladungszerhacker 320 schaltet
seine MOS-Transistoren 322, 323 leitend/sperrend
von der Steuereinrichtung (nicht dargestellt) und erhöht die Gleichspannung,
die von der Gleichspannungsquelle 310 geliefert wird, um
dem Wechselrichter 330 eine Ausgangsspannung bereitzustellen.
Der Aufladungszerhacker 320 wandelt auch die Gleichspannung
herunter, die das elektrische Gerätegehäuse 350 erzeugt und
die der Wechselrichter 330 wandelt, um die Gleichstromversorgung 310 zur
Zeit des Abbrechen der Rückgewinnung
des Hybridfahrzeugs einschließlich
der elektrischen Einrichtung 300 zu laden.
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Der
Kondensator 326 glättet
die Gleichspannung, die vom Aufladungszerhacker 320 kommt,
und liefert die geglättete
Gleichspannung an den Wechselrichter 330.
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Der
Wechselrichter 330 empfängt
die Gleichspannung aus dem Kondensator 326, um die Gleichspannung
in eine Wechselspannung auf der Grundlage der Steuerung aus dem
Steuergerät
(nicht dargestellt) zu wandeln und steuert das elektrische Gerätegehäuse 350 als
Antriebsmotor an. Die Magnetfeldsteuerung 360 ermöglicht den
Stromfluß in
der Erregerspule gemäß der Zeitdauer,
während
der der NPN-Transistor 362 leitend geschaltet ist. Das
elektrische Gerätegehäuse 350 wird
folglich als Antriebsmotor angesteuert, um ein Drehmoment zu erzeugen,
das durch einen Drehmomentsbefehlswert spezifiziert ist. Beim Abschalten
der Rückgewinnung vom
Hybridfahrzeug, das über
das elektrische Gerät 300 verfügt, wandelt
der Wechselrichter 330 auch eine Wechselspannung, die das
elektrische Gerätegehäuse 350 erzeugt
hat, in eine Gleichspannung auf der Grundlage der Steuerung aus
dem Steuergerät und
liefert die gewandelte Gleichspannung an den Verstärkerzerhacker 320 durch
den Kondensator 326.
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Im
elektrischen Gerät 300 wird
ein Fehler beim Verstärkerzerhacker 320 dadurch
festgestellt, daß die
Ausgangsspannung vom Verstärkerzerhacker 320 niedriger
als ein Bezugswert wird. Wenn der Fehler im Verstärkerzerhacker 320 festgestellt
ist, wird das Relais 312 vom Steuersignal aus dem Steuergerät aktiviert,
und die Bypassleitung 311 liefert direkt die Spannung an
beide Enden des Kondensators 326 zur Gleichstromversorgung 310.
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Wenn
im elektrischen Gerät
300,
das in der
japanischen offengelegten
Patentanmeldung mit der Nummer 2-308935 offenbart ist,
der Verstärkerzerhacker
320 versagt,
wird die Spannung an den Enden des Kondensators
326 ohne
Abwärtsumwandlung
an die Gleichstromversorgung
310 geliefert. Wenn ein starker
Strom vom elektrischen Gerätekörper
350 geliefert
wird, gelangt folglich eine hohe Spannung an den Kondensator
326,
was dazu führt,
daß die
Spannungsfestigkeit des Kondensators
326 erhöht werden
muß, wodurch
die Kosten steigen.
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Offenbarung der Erfindung
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Spannungswandlergerät zu schaffen,
das in der Lage ist, eine Fehlerverarbeitung in einem Aufwärtswandler
ohne Erhöhung
der Spannungsfestigkeit des Kondensators zu schaffen, der sich am
Eingang eines Wechselrichters befindet.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fehlerverarbeitungsverfahren
zu schaffen, das in der Lage ist, einen Fehler in einem Aufwärtswandler
zu verarbeiten, ohne die Spannungsfestigkeit des Kondensators am
Eingang eines Wechselrichters zu erhöhen.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein computerlesbares
Aufzeichnungsmedium mit einem darauf aufgezeichneten Programm zu
schaffen, um einen Computer zu veranlassen, die Fehlerverarbeitung
für einen
Aufwärtswandler auszuführen, ohne
die Spannungsfestigkeit des Kondensators zu erhöhen, der sich am Wechselrichtereingang befindet.
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Die
vorliegende Erfindung ist entsprechend einer ersten Alternativlösung im
Vorrichtungsanspruch 1 festgelegt, der dem unabhängigen Computermediumsanspruch
8 und der unabhängigen
Verfahrensanspruch 14 zugeordnet sind.
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Entsprechend
einer zweiten Alternativlösung der
vorliegenden Erfindung ist diese im unabhängigen Vorrichtungsanspruch
6 festgelegt, dem der unabhängige
Computermediumsanspruch 12 und der unabhängige Verfahrensanspruch 18
zugeordnet sind.
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Vorzugsweise
hat der Abwärtswandler
eine Spannungsaufwärtswandlerfunktion.
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Vorzugsweise
ist die elektrische Last ein Motor mit einer elektrischen Stromerzeugungsfunktion. Das
Steuermittel beschränkt
eine elektrische Rückgewinnungsstromerzeugungsfunktion
vom Motor, wenn der Abwärtswandler
versagt.
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Vorzugsweise
sperrt das Steuermittel die elektrische Rückgewinnungsstromerzeugung
vom Motor.
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Vorzugsweise
enthält
das Spannungswandlergerät
des weiteren eine andere elektrische Last. Die andere elektrische
Last unterscheidet sich vom Motor. Das Steuermittel beschränkt die
elektrische Rückgewinnungsstromstärke, die
der Motor erzeugt, auf einen Wert, der kleiner als der Strombedarf
in einer anderen elektrischen Last ist.
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Vorzugsweise
ist die zweite elektrische Last ein Motor. Das Steuermittel steuert
den Motor in der Weise, daß ein
positives Drehmoment abgegeben wird.
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Die
elektrische Last ist vorzugsweise ein Motor mit einer elektrischen
Stromerzeugungsfunktion. Im zweiten Programmschritt wird eine elektrische Rückgewinnungsstromerzeugungsfunktion
des Motors begrenzt.
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Im
zweiten Programmschritt wird vorzugsweise die elektrische Rückgewinnungsstromerzeugung
vom Motor gesperrt.
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Das
Spannungswandlergerät
enthält
vorzugsweise des weiteren eine andere elektrische Last, die sich
von der elektrischen Last unterscheidet. Im zweiten Programmschritt
wird eine elektrische Rückgewinnungsstromstärke begrenzt
auf einen Wert, der kleiner als der Stromverbrauch in einer anderen
elektrischen Last ist, wobei der Motor den elektrischen Strom erzeugt.
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Die
zweite elektrische Last ist vorzugsweise ein Motor. Im zweiten Programmschritt
wird der Motor so gesteuert, daß er
ein positives Drehmoment abgibt, wenn der Fehler im ersten Schritt
beim Abwärtswandler
festgestellt ist.
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Die
elektrische Last ist vorzugsweise ein Motor mit einer elektrischen
Stromerzeugungsfunktion. Im zweiten Schritt wird die elektrische
Rückgewinnungsstromerzeugungsfunktion
vom Motor beschränkt.
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Im
zweiten Schritt wird die elektrische Rückgewinnungsstromerzeugung
vom Motor vorzugsweise gesperrt.
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Das
Spannungswandlergerät
enthält
vorzugsweise des weiteren eine andere elektrische Last, die sich
von der elektrischen Last unterscheidet. Im zweiten Schritt des
Fehlerverarbeitungsverfahrens wird die elektrische Rückgewinnungsstromstärke, die
der Motor erzeugt, auf einen Wert begrenzt, der kleiner als der
Stromverbrauch in einer anderen elektrischen Last ist.
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Die
zweite elektrische Last ist vorzugsweise ein Motor. Im zweiten Schritt
des Fehlerverarbeitungsverfahrens wird der Motor so gesteuert, daß er ein
positives Drehmoment abgibt, wenn der Fehler im ersten Schritt beim
Abwärtswandler
festgestellt ist.
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Wenn
ein Aufwärtswandler
versagt, wird die elektrische Stromerzeugung in einer elektrischen Last
gesperrt, die mit einem Ausgang vom Aufwärtswandler verbunden ist, oder
die Stromerzeugungsstärke
in der elektrischen Last wird begrenzt. Wenn weiterhin der Aufwärtswandler
versagt, wird die Stromerzeugungsstärke in einer der beiden elektrischen
Lasten auf einen gleichen oder kleineren Wert als der Energieverbrauch
in der anderen elektrischen Last gesteuert.
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Selbst
wenn der Aufwärtswandler
versagt, ist es folglich möglich,
eine höhere
Spannung als die Spannungsfestigkeit daran zu hindern, an den Kondensator
angelegt zu werden, der mit dem Eingang der elektrischen Last verbunden
ist (einschließlich der
ersten und der zweiten elektrischen Last).
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Vorstehende
und andere Aufgaben, Merkmale und Aspekte sowie Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung der Erfindung
anhand der beiliegenden Zeichnung deutlich.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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1 ist
ein schematisches Blockdiagramm eines Spannungswandlergeräts gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel;
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2 ist
ein funktionales Blockdiagramm eines in 1 gezeigten
Steuergeräts;
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3 ist
ein Funktionalblockdiagramm, das die Arbeitsweise einer in 2 gezeigten
Funktion der Motordrehmomentsteuerung darstellt;
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4 ist
ein Ablaufdiagramm, das die Arbeitsweise der Fehlerverarbeitung
eines Aufwärtswandlers
im ersten Ausführungsbeispiel
darstellt;
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5 ist
ein schematisches Blockdiagramm eines Spannungswandlergeräts gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel;
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6 ist
ein funktionales Blockdiagramm eines Steuergeräts gemäß 5;
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7 ist
ein funktionales Blockdiagramm, das eine Funktion des in 6 gezeigten
Motordrehmomentsteuermittels darstellt;
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8 ist
ein Ablaufdiagramm, das die Arbeitsweise der Fehlerverarbeitung
in einem Aufwärtswandler
im zweiten Ausführungsbeispiel
darstellt;
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9 ist
ein schematisches Blockdiagramm eines Spannungswandlergeräts gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel;
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10 ist
ein funktionales Blockdiagramm eines in 9 gezeigten
Steuergeräts;
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11 ist
ein funktionales Blockdiagramm, das eine in 10 gezeigte
Funktion vom Motordrehmomentsteuermittel darstellt;
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12 ist
ein Ablaufdiagramm, das die Arbeitsweise der Fehlerverarbeitung
in einem Aufwärtswandler
im dritten Ausführungsbeispiel
darstellt; und
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13 ist
ein schematisches Blockdiagramm eines herkömmlichen elektrischen Geräts.
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Beste Modi zum Ausführen der
Erfindung
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Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung
beschrieben. Angemerkt sei, daß in
den Figuren dieselben oder entsprechenden Teile mit denselben Bezugszeichen
versehen sind und deren Beschreibung nicht wiederholt wird.
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[Erstes Ausführungsbeispiel]
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Unter
Bezug auf 1 enthält ein Spannungswandlergerät 100 nach
einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung eine Gleichstromversorgung B, Spannungssensoren 10, 13,
Systemrelais SR1, SR2, Kondensatoren C1, C2, einen Aufwärtswandler 12,
einen Wechselrichter 14, einen Stromsensor 24,
ein Steuergerät 30 und
einen Wechselstrommotor M1. Der Wechselstrommotor M1 ist ein Antriebsmotor
zur Drehmomenterzeugung für
den Antrieb eines Antriebsrads eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs.
Alternativ dient der Motor als Stromerzeuger, der vom Motor als Elektromotor
für die
Maschine angetrieben wird. Beispielsweise kann er in einem Hybridfahrzeug
zum Starten des Motors enthalten sein.
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Der
Aufwärtswandler 12 enthält eine
Drosselspule L1, NPN-Transistoren
Q1, Q2 und Dioden D1, D2. Die Drosselspule L1 ist mit einem Ende
mit einer Stromversorgungsleitung der Gleichstromversorgung B verbunden,
und das andere Ende ist mit dem Zwischenpunkt zwischen den NPN-Transistoren Q1
und Q2 verbunden, das heißt,
zwischen den Emitter vom NPN-Transistor Q1 und den Kollektor vom NPN-Transistor
Q2 geschaltet. Die NPN-Transistoren
Q1 und Q2 sind zwischen die Stromversorgungsleitung und die Masseleitung
in Serie geschaltet. Der Kollektor vom NPN-Kollektor Q1 ist mit der Stromversorgungsleitung
verbunden, und der Emitter vom NPN-Transistor Q2 ist mit der Masseleitung
verbunden. Die Dioden D1, D2 sind jeweils zwischen Kollektor und
Emitter des zugehörigen
der NPN-Transistoren Q1, Q2 geschaltet, um den Stromfluß von der Emitterseite
zur Kollektorseite zuzulassen.
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Der
Wechselrichter 14 ist aufgebaut aus einem U-Phasenzweig 15,
einem V-Phasenzweig 16 und einem W-Phasenzweig 17.
Der U-Phasenzweig 15, der V-Phasenzweig 16 und
der W-Phasenzweig 17 sind parallel zur Stromversorgungsleitung
und der Masseleitung geschaltet.
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Der
U-Phasenzweig, der aus den Transistoren Q3 und Q4 gebildet ist,
stellt eine Serienschaltung dar. Der V-Phasenzweig ist aus den in
Serie geschalteten NPN-Transistoren Q5 und Q6 gebildet. Der W-Phasenzweig 17 ist
aus der Serienschaltung der NPN-Transistoren Q7 und Q8 gebildet.
Die Dioden D3 bis D8 sind jeweils zwischen den Kollektor und Emitter
des zugehörigen
NPN-Transistors
Q3 bis Q8 geschaltet, um den Stromfluß von der Emitterseite zur
Kollektorseite zu ermöglichen.
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Die
jeweiligen Zwischenpunkte der U-, V-, W-Phasenzweige sind mit den
jeweiligen Enden der U-, V-, W-Phasenspulen des Wechselstrommotors M1
verbunden. Der Wechselstrommotor M1 ist speziell ein Dreiphasenpermanentmagnetmotor
mit jeweils drei Wicklungen für
die U-, V- und W-Phase, deren eines Ende jeweils mit der gemeinsamen
Mitte verbunden ist. Das andere Ende der U-Phasenwicklung ist an
den Zwischenpunkt zwischen den NPN-Transistoren Q3 und Q4 angeschlossen,
das andere Ende der V-Phasenwicklung ist an den Zwischenpunkt zwischen
den NPN-Transistoren Q5 und Q6 angeschlossen, und das andere Ende
der W-Phasenwicklung ist an den Mittenpunkt zwischen die NPN-Transistoren
Q7 und Q8 angeschlossen.
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Die
Gleichstromversorgung B besteht aus einer Nickel-Wasserstoff- oder Lithium-Ionen-Sekundärbatterie.
Ein Spannungssensor 10 stellt die Gleichspannung Vb aus
der Gleichstromversorgung B fest zur Abgabe der festgestellten Gleichspannung Vb
an das Steuergerät 30.
Systemrelais SR1, SR2 werden von einem Signal SE aus dem Steuergerät ein-/ausgeschaltet.
Genauer gesagt, die Systemrelais SR1, SR2 werden von einem H-Signal
SE aus dem Steuergerät 30 aktiviert
und von einem L-Signal SE aus dem Steuergerät 30 deaktiviert.
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Der
Kondensator C1 glättet
die Gleichspannung Vb, die die Gleichstromversorgung B liefert,
um dem Aufwärtswandler 12 eine
geglättete
Gleichspannung zuzuführen.
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Der
Aufwärtswandler 12 lädt die Gleichspannung
aus dem Kondensator C1 auf, um die Aufladungsspannung an den Wechselrichter 14 zu
liefern. Genauer gesagt, der Aufwärtswandler 12 empfängt ein
Signal PWMU aus dem Steuergerät 30,
um die Gleichspannung heraufzusetzen und liefert die heraufgesetzte
Gleichspannung an den Wechselrichter 14 entsprechend einer
Periode, in der der NPN-Transistor Q2 vom Signal PWMU leitend geschaltet
ist. In diesem Falle wird der NPN-Transistor Q1 vom Signal PWMU
gesperrt gehalten. Des weiteren empfängt der Aufwärtswandler 12 ein
Signal PWMD aus dem Steuergerät 30 zur
Abwärtswandlung
der Gleichspannung, die der Wechselrichter 14 über den
Kondensator C2 liefert und folglich die Gleichspannungslieferung
B auflädt.
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Der
Kondensator C2 glättet
die Gleichspannung aus dem Aufwärtswandler 12,
um dem Wechselrichter 14 die geglättete Gleichspannung zuzuführen. Der
Spannungssensor 13 stellt die Spannung am Kondensator C2
fest, das heißt,
eine Ausgangsspannung Vm des Aufwärtswandlers 12 (die
der Eingangsspannung zum Wechselrichter 14 entspricht), und
gibt die festgestellte Ausgangsspannung Vm an das Steuergerät 30 ab.
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Der
Wechselrichter 14 empfängt
die Gleichspannung aus dem Kondensator C2 zum Wandeln auf der Grundlage
eines Signals PWMI1 aus dem Steuergerät 30 der Gleichspannung
in eine Wechselspannung, und folglich wird der Wechselstrommotor M1
angesteuert, um ein positives Drehmoment zu erzeugen. Der Wechselrichter 14 wandelt
auch auf der Grundlage eines Signals PWMI2 aus dem Steuergerät 30 die
Gleichspannung in eine Wechselspannung und steuert den Wechselstrommotor
M1 zur Abgabe eines Nulldrehmoments an. Dann wird der Wechselstrommotor
M1 zum Erzeugen eines Nulldrehmoments oder eines positiven Drehmoments
angesteuert, wie durch einen Drehmomentbefehlswert TR angewiesen.
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Beim
Abbrechen der Rückgewinnung
eines Hybridfahrzeugs oder Elektrofahrzeugs mit einem Spannungswandlergerät 100 wandelt
der Wechselrichter 14 eine Wechselspannung, die ein Wechselstrommotor
M1 erzeugt hat, in eine Gleichspannung entsprechend einem Signal
PWMI3 aus dem Steuergerät 30 und
liefert die gewandelte Gleichspannung über den Kondensator C1 zum
Aufwärtswandler 12. Hier
ist der "Abbrechen
der Rückgewinnung" das Abbrechen, das
verursacht wird, wenn ein Fahrer eines Hybridfahrzeugs oder Elektrofahrzeugs
die Fußbremse
betätigt
und dies begleitet ist von Rückgewinnungsstromerzeugung,
wie beim Verlangsamen (oder dem Enden der Beschleunigung) des Fahrzeugs
durch Rücknahme
des Gaspedals beim Antrieb ohne Betätigen der Fußbremse,
die auch von Rückgewinnungsstromerzeugung
begleitet ist.
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Ein
Stromsensor 24 stellt den Motorstrom MCRT fest, der zum
Wechselstrommotor M1 fließt, um
den erfaßten
Motorstrom MCRT an das Steuergerät 30 abzugeben.
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Das
Steuergerät 30 erzeugt
auf der Grundlage des Drehmomentbefehlswerts TR und der Motordrehzahl
MRN, die die extern plazierte ECU (elektrische Steuereinheit) liefert,
Gleichspannung Vb aus dem Spannungssensor 10, gibt die
Spannung Vm vom Spannungssensor 13 ab und Motorstrom MCRT aus
dem Stromsensor 24, das Signal PWMU zum Ansteuern des Aufwärtswandlers 12 und
Signale PWMI1 und PWMI2 zum Ansteuern des Wechselrichters 14,
gefolgt von einem Verfahren, wie es nachstehend zu beschreiben ist,
und stellt die erzeugten Signale PWMU und PWMI1, 2 dem Aufwärtswandler 12 beziehungsweise
dem Wechselrichter 14 zur Verfügung.
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Das
Signal PWMU ist ein solches zum Ansteuern des Aufwärtswandlers 12,
wenn der Aufwärtswandler 12 die
Gleichspannung vom Kondensator C1 zur Ausgangsspannung Vm wandelt.
Wenn der Aufwärtswandler 12 die
Gleichspannung zur Ausgangsspannung Vm wandelt, dann steuert das
Steuergerät 30 die
Rückkopplung
der Ausgangsspannung Vm und erzeugt das Signal PWMU zum Ansteuern
des Aufwärtswandlers 12,
so daß die
Ausgangsspannung Vm ein Spannungsbefehl Vdc_com wird, wie angewiesen.
Ein Verfahren der Erzeugung des Signals PWMU ist später zu beschreiben.
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Das
Steuergerät 30 empfängt aus
der externen ECU ein Signal RGE, das aufzeigt, daß das Hybridfahrzeug
oder das Elektrofahrzeug in einen Rückgewinnungsabschaltmodus übergeht,
um das Signal PWMI3 zum Wandeln der Wechselspannung zu erzeugen,
die der Wechselstrommotor M1 erzeugt, und zwar in eine Gleichspannung,
und das Signal wird an den Wechselrichter 14 abgegeben.
In diesem Falle wird das Schalten der NPN-Transistoren Q3 bis Q8 vom Wechselrichter 14 vom
Signal PWMI3 gesteuert. Auf diese Weise wandelt der Wechselrichter 14 die
Wechselspannung, die der Motor M1 erzeugt, in eine Gleichspannung,
um diese dem Aufwärtswandler 12 zuzuführen.
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Das
Steuergerät 30 empfängt des
weiteren aus der externen ECU das Signal RGE, das aufzeigt, daß das Hybridfahrzeug
oder das Elektrofahrzeug in den Rückgewinnungsabschaltmodus übergeht, um das
Signal PWMD zur Abwärtswandlung
der Gleichspannung vom Wechselrichter 14 zu erzeugen und das
erzeugte Signal PWMD an den Aufwärtswandler 12 abzugeben.
Auf diese Weise wird die Wechselspannung, die der Wechselstrommotor
M1 erzeugt, in die Gleichspannung umgesetzt, um abwärtsgewandelt
der Gleichspannungsquelle B zugeführt zu werden.
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Darüber hinaus
bestimmt das Steuergerät 30,
ob der Aufwärtswandler 12 versagt,
und zwar auf der Grundlage des Einschaltverhältnisses beim Steuern der Umschaltung
der NPN-Transistoren
Q1, Q2, der Gleichspannung Vb aus dem Sensor 10 und der Spannung
Vm aus dem Spannungssensor 13. Wenn bestimmt ist, daß der Aufwärtswandler 12 versagt, empfängt das
Steuergerät 30 das
Signal RGE aus der externen ECU zum Steuern des Wechselrichters 14,
so daß die
elektrische Rückgewinnungsstromerzeugung
im Wechselstrommotor M1 gesperrt ist. Genauer gesagt, wenn der Aufwärtswandler 12 versagt, dann
erzeugt das Steuergerät 30 und
gibt an den Wechselrichter 14 das Signal PWMI1 ab, um den Wechselstrommotor
M1 zur Abgabe eines positiven Drehmoments anzusteuern oder eines
Signals PWMI2 zum Ansteuern des Wechseistrommotors M1 zur Abgabe
eines Nulldrehmoments im Rückgewinnungsabschaltmodus.
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Darüber hinaus
erzeugt das Steuergerät 30 ein
Signal SE zum Ein-/Ausschalten der Systemrelais SR1, SR2 und liefert
ein Signal SE an die Systemrelais SR1, SR2.
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2 ist
ein Funktionalblockdiagramm des Steuergeräts 30. Unter Bezug
auf 2 umfaßt
das Steuergerät 30 ein
Motordrehmomentsteuermittel 301 und ein Spannungswandelsteuermittel 302.
Das Motordrehmomentsteuermittel 301 erzeugt auf der Grundlage
des Drehmomentbefehlswerts TR die Ausgangsspannung Vb der Gleichstromversorgung B,
den Motorstrom MCRT, die Motordrehzahl MRN und gibt die Spannung
Vm vom Aufwärtswandler 12 ab,
das Signal PWMU zum Leitendschalten/Sperren der NPN-Transistoren
Q1, Q2 vom Aufwärtswandler 12 und
das Signal PWMI1 zum Leitendschalten/Sperren der NPN-Transistoren
Q3 bis Q8 vom Wechselrichter 14, erfolgt von einem nachstehend beschriebenen
Verfahren und gibt die erzeugten Signale PWMU und PWMI1 an den Aufwärtswandler 12 beziehungsweise
an den Wechselrichter 14 ab, wenn der Wechselstrommotor
M1 zur Abgabe eines positiven Drehmoments angesteuert wird.
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Das
Motordrehmomentsteuermittel 301 bestimmt, ob der Aufwärtswandler 12 versagt,
und zwar auf der Grundlage des Einschaltverhältnisses beim Steuern des Umschaltens
der NPN-Transistoren
Q1, Q2 und der Spannungen Vb, Vm. Wenn bestimmt ist, daß der Aufwärtswandler 12 versagt,
dann erzeugt das Motordrehmomentsteuermittel 301 ein Signal EMG
als Reaktion auf das Signal RGE aus der externen ECU zur Abgabe
des Signals EMG an das Spannungswandlersteuermittel 302 und
erzeugt auch das Signal PWMI1 zum Ansteuern des Wechselstrommotors
M1 zur Abgabe eines positiven Drehmoments oder das Signal PWMI2
zum Ansteuern des Wechselstrommotors für die Abgabe des Nulldrehmoments,
um das Signal PWMI1 oder das Signal PWMI2 an den Wechselrichter 14 abzugeben.
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Beim
Abschalten der Rückgewinnung
empfängt
das Spannungswandlersteuermittel 302 aus der externen ECU
das Signal RGE, das aufzeigt, daß entweder das Hybridfahrzeug
oder das Elektrofahrzeug in den Rückgewinnungsabschaltmodus eintritt, um
das Signal PWMI3 zu erzeugen für
das Wandeln der Wechselspannung, die der Wechselstrommotor M1 erzeugt,
in eine Gleichspannung und Ausgabe des Signals PWMI3 an den Wechselrichter 14.
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Beim
Abschalten der Rückgewinnung
empfängt
das Spannungswandlersteuermittel 302 auch das Signal RGE
aus der externen ECU, um das Signal PWMD für die Abwärtswandlung der Gleichspannung
zu erzeugen, die der Wechselrichter 14 liefert, und zur
Abgabe des Signals PWMD an den Aufwärtswandler 12. Auf
diese Weise dient der Aufwärtswandler 12 als
Bidirektionalwechselrichter, da er die Spannung über das Signal PWMD abwärtswandeln
kann, und für
die Abwärtswandlung
einer Gleichspannung.
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Das
Spannungswandlersteuermittel 302 empfängt des weiteren das Signal
EMG aus dem Motordrehmomentsteuermittel 301, um das Erzeugen der
Signale PWMI3 und PWMD zu beenden.
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3 ist
ein Funktionalblockdiagramm eines Motordrehmomentsteuermittels 301.
Unter Bezug auf 3 umfaßt das Motordrehmomentsteuermittel 301 eine
Phasenspannungsrecheneinheit 40 zum Steuern des Motors,
eine PWM-Signalwandlereinheit 42 für den Wechselrichter, eine Wechselrichtereingangsspannungsbefehlsrecheneinheit 50,
eine Einschaltverhältnisrecheneinheit 52 für den Wechselrichter,
eine PWM-Signalwandlereinheit 54 für den Wechselrichter und eine
Bestimmungseinheit 56.
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Die
Phasenspannungsrecheneinheit 40 empfängt aus dem Spannungssensor 13 die
Ausgangsspannung Vm vom Aufwärtswandler 12,
das heißt,
die Eingangsspannung für
den Wechselrichter 14 empfängt aus dem Stromsensor 24 den
Motorstrom MCRT, der an jede Phase des Wechselstrommotors M1 gelangt,
empfängt
den Drehmomentbefehlswert TR aus der externen ECU und empfängt Signale
DTE1, 2 aus der Bestimmungseinheit 56. Wenn der Empfang
des Signals DTE1 aus der Bestimmungseinheit 56 erfolgt,
berechnet die Phasenspannungsrecheneinheit 40 auf der Grundlage
des Befehlswerts TR die Ausgangsspannung Vm und den Motorstrom MCRT,
eine Spannung, die an die Wicklung einer jeden Phase des Wechselstrommotors
M1 anzulegen ist, und liefert die errechnete Spannung an die PWM-Signalwandlereinheit 42.
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Die
Phasenspannungsrecheneinheit 40 empfängt das Signal DTE2 aus der
Bestimmungseinheit 56 zum Berechnen einer an die Wicklung
einer jeden Phase des Wechselstrommotors M1 anzulegenden Spannung,
um dem Wechselstrommotor M1 zu ermöglichen, ein Nulldrehmoment
oder ein positives Drehmoment abzugeben, und liefert dann die errechnete
Spannung an die PWM-Signalwandlereinheit 42.
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Die
PWM-Signalwandlereinheit 42 erzeugt auf der Grundlage der
berechneten Spannung, die von der Phasenspannungsrecheneinheit 40 geliefert wird,
Signale PWMI1, PWMI2 zum aktuellen Leitendschalten/Sperren der NPN-Transistoren
Q3 bis Q8 vom Wechselrichter 14 und liefert die erzeugten
Signale PWMI1, PWMI2 an jeden der NPN-Transistoren Q3 bis Q8 vom
Wechselrichter 14.
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Das
Umschalten der NPN-Transistoren Q3 bis Q8, die jeweils auf diese
Weise gesteuert werden, und die NPN-Transistoren Q3 bis Q8 steuern
entsprechend den Strom, der an jede Phase des Wechselstrommotors
M1 zu liefern ist, so daß der
Wechselstrommotor M1 ein Nulldrehmoment oder ein positives Drehmoment
erzeugt. Auf diese Weise wird der Motoransteuerstrom so gesteuert,
daß das
Motordrehmoment entsprechend dem Drehmomentbefehlswert TR abgegeben
wird.
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Die
Wechselrichtereingangsspannungsbefehlsrecheneinheit 50 errechnet
andererseits den Optimalwert (Zielwert) einer Wechselrichtereingangsspannung,
das heißt,
der den Spannungsbefehl Vdc_com auf der Grundlage des Drehmomentbefehlswert
TR und der Motordrehzahl MRN und stellt den berechneten Spannungsbefehl
Vdc_com der Einschaltverhältnisrecheneinheit 52 zu
Verfügung.
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Die
Einschaltverhältnisrecheneinheit 52 berechnet
auf der Grundlage der Gleichspannung Vb aus dem Spannungssensor 10 (wird
auch als "Batteriespannung
Vb" bezeichnet)
ein Einschaltverhältnis zum
Einstellen der Spannung Vm aus dem Spannungssensor 13 auf
den Optimalwert, der von der Wechselrichtereingangsspannungsbefehlsrecheneinheit 50 geliefert
wird. Die Einschaltverhältnisrecheneinheit 52 gibt
das errechnete Einschaltverhältnis
an die PWM-Signalwandlereinheit 54 und an die Bestimmungseinheit 56 ab.
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Die
PWM-Signalwandlereinheit 54 erzeugt auf der Grundlage des
Einschaltverhältnisses,
das die Einschaltverhältnisrecheneinheit 52 liefert,
das Signal PWMU zum Leitendschalten/Sperren der NPN-Transistoren
Q1, Q2 des Aufwärtswandlers 12 und
stellt das erzeugte Signal PWMU dem Aufwärtswandler 12 zur
Verfügung.
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Eine
größere Stärke des
elektrischen Stroms wird von der Drosselspule L1 akkumuliert durch
Erhöhen
des Einschaltverhältnisses
vom NPN-Transistor Q2, der der untere Transistor des Aufwärtswandlers 12 ist,
und folglich wird ein höheres
Spannungsausgangssignal erzielt. Die Spannung auf der Stromversorgungsleitung
wird abgesenkt durch Erhöhen des
Einschaltverhältnisses
vom oberen Transistor, das heißt,
vom NPN-Transistor Q1. Das Einschaltverhältnis von den NPN-Transistoren Q1 und
Q2 kann somit gesteuert werden, um die Spannung auf der Stromversorgungsleitung
so zu steuern, daß die Spannung
auf der Stromversorgungsleitung eine beliebige Spannung von wenigstens
der Ausgangsspannung der Gleichstromversorgung B ist.
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Die
Bestimmungseinheit 56 empfängt die Batteriespannung Vb
aus dem Spannungssensor 10, die Spannung Vm aus dem Spannungssensor 13, das
Einschaltverhältnis
DR aus der Einschaltverhältnisrecheneinheit 52 und
das Signal RGE aus der externen ECU. Die Bestimmungseinheit 56 multipliziert die
Batteriespannung Vb mit dem Einschaltverhältnis DR und bestimmt, ob ein
Produkt AP, das aus der Multiplikation resultiert, zur Spannung
Vm aus dem Spannungssensor 13 paßt. Wenn das Produkt AP zur
Spannung Vm paßt,
dann bestimmt die Bestimmungseinheit 56, daß der Aufwärtswandler 12 normal
arbeitet und erzeugt das Ausgangssignal DTE1 für die Phasenspannungsrecheneinheit 40.
Paßt das Produkt
AP nicht zur Spannung Vm, dann bestimmt die Bestimmungseinheit 56,
daß der
Aufwärtswandler 12 versagt
und empfängt
das Signal RGE aus der externen ECU zum Erzeugen der Ausgangssignale EMG
und DTE2 für
das Spannungswandlersteuermittel 302 beziehungsweise für die Phasenspannungsrecheneinheit 40.
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4 ist
ein Ablaufdiagramm, das die Arbeitsweise der Fehlerverarbeitung
in einem Aufwärtswandler 12 vom
ersten Ausführungsbeispiel darstellt.
Nachdem der Start der Operationsserien erfolgt ist, stellt die Bestimmungseinheit 56 unter
Bezug auf 4 einen Fehler im Aufwärtswandler 12 fest, gefolgt
vom zuvor beschriebenen Verfahren auf der Grundlage der Batteriespannung
Vb aus dem Spannungssensor 10, der Spannung Vm vom Spannungssensor 13 und
dem Einschaltverhältnis
DR aus der Einschaltverhältnisrecheneinheit 52 (Schritt
S10). Wenn ein Fehler im Aufwärtswandler 12 festgestellt ist
und das Empfangssignal RGE aus der externen ECU, dann erzeugt die
Bestimmungseinheit 56 Ausgangssignale EMG und DTE2 für das Spannungswandlersteuermittel 302 beziehungsweise
für das Motordrehmomentsteuermittel 301.
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Als
Reaktion beendet das Spannungswandlersteuermittel 302 das
Erzeugen der Signale PWMI3 und PWMD. Als Reaktion auf das Signal
DTE2 aus der Bestimmungseinheit 56 berechnet die Phasenspannungsrecheneinheit 40 eine
Spannung, die an die Wicklung einer jeden Phase beim Erzeugen des Signals
PWMI1 zum Ansteuern des Wechselstrommotors M1 anzulegen ist zur
Abgabe eines positiven Drehmoments, oder Signal PWMI2 zum Ansteuern des
Wechselstrommotors M1 zur Abgabe eines Nulldrehmoments und zur Abgabe
der berechneten Spannung an die PWM-Signalwandlereinheit 42.
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Die
PWM-Signalwandlereinheit 42 erzeugt das Signal PWMI1 oder
das Signal PWMI2 auf der Grundlage der berechneten Spannung aus
der Phasenspannungsrecheneinheit 40 zur Abgabe von PWMI1
oder PWMI2 an den Wechselrichter 14. Der Wechselrichter 14 steuert
den Wechselstrommotor M1 zur Abgabe des Nulldrehmoments oder des
positiven Drehmoments als Reaktion auf das Signal PWMI1 oder des
Signals PWMI2 an aus der PWM-Signalwandlereinheit 42, und
die elektrische Rückgewinnungsstromerzeugung
wird gesperrt (Schritt S20). Eine Serie von Operationen ist damit beendet.
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Selbst
wenn das Steuergerät 30 aus
der externen ECU das Signal RGE empfängt, das die Rückgewinnungsstromerzeugung
aufzeigt, wird im Falle eines Versagens im Aufwärtswandler 12 die
elektrische Rückgewinnungsstromerzeugung
im Wechselstrommotor M1 gesperrt, wodurch vermieden wird, daß die Gleichspannung
gleich oder höher
als die Spannungsfestigkeit des Kondensators C2 wird.
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Der
Wechselrichter 14 kann angehalten werden, um die elektrische
Rückgewinnungsstromerzeugung
im Wechselstrommotor M1 zu sperren für den Fall eines Fehlers im
Aufwärtswandler 12.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird jedoch die elektrische Rückgewinnungsstromerzeugung
mit dem Wechselstrommotor gesperrt, indem er angesteuert gehalten
wird, um so das angewiesene Drehmoment unmittelbar abzugeben, wenn
die externe ECU den Befehlswert TR für die Abgabe eines positiven
Drehmoments liefert.
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Zurück zu 1:
Die Arbeitsweise im Spannungswandlergerät 100 ist nachstehend
beschrieben. Das Steuergerät 30 empfängt einen
Drehmomentbefehlswert TR aus der externen ECU zum Erzeugen und Abgeben
eines Signals SE mit H-Pegel an die Systemrelais SR1, SR2 zum Aktivieren
der Systemrelais SR1, SR2. Das Steuergerät 30 erzeugt auch
Signale PWMU und PWMI1 zum Steuern des Aufwärtswandlers 12 und
des Wechselrichters 14, so daß der Wechselstrommotor M1
den Drehmomentbefehlswert TR erzeugt und die Signale PWMU und PWMI1
an den Aufwärtswandler 12 beziehungsweise
an den Wechselrichter 14 abgibt.
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Die
Gleichspannungsversorgung B gibt die Gleichspannung Vb ab, und Systemrelais
SR1, SR2 liefern Gleichspannung Vb an den Kondensator C1. Der Kondensator
C1 glättet
die empfangene Gleichspannung Vb und liefert die geglättete Gleichspannung
an den Aufwärtswandler 12.
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Dann
werden die NPN-Transistoren Q1, Q2 vom Aufwärtswandler 12 leitend/sperrend
geschaltet als Reaktion auf das Signal PWMU aus dem Steuergerät 30,
und die Gleichspannung Vb wird umgesetzt in die Ausgangsspannung
Vm, die dem Wechselrichter 14 zuzuführen ist. Der Spannungssensor 13 stellt die
Ausgangsspannung Vm fest, die eine Spannung am Kondensator C2 ist,
und gibt die festgestellte Ausgangsspannung Vm an das Steuergerät 30 ab. Der
Kondensator C2 glättet
die Ausgangsspannung Vm vom Aufwärtswandler 12 und
liefert die geglättete Ausgangsspannung
Vm an den Wechselrichter 14.
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Die
NPN-Transistoren Q3 bis Q8 vom Wechselrichter 14 werden
leitend/sperrend geschaltet als Reaktion auf das Signal PWMI1 aus
dem Steuergerät 30.
Der Wechselrichter 14 wandelt die Gleichspannung in eine
Wechselspannung um und gestattet einem vorgeschriebenen Wechselstrom,
in jede der U-, V- und W-Phasen des Wechselstrommotors M1 zu fließen, so
daß der
Wechselstrommotor M1 ein Drehmoment erzeugt, wie es vom Drehmomentbefehlswert
TR angewiesen ist. Auf diese Weise erzeugt der Wechselstrommotor
M1 ein Drehmoment, das dem Drehmomentbefehlswert TR entspricht.
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Wenn
das Hybridfahrzeug oder das Elektrofahrzeug mit dem Spannungswandlergerät 100 in den
Rückgewinnungsabschaltmodus
eintritt, empfängt
das Steuergerät 30 aus
der externen ECU das Signal RGE, das den Rückgewinnungsabschaltmodus aufzeigt,
um die Signale PWMI3 und PWMD zu erzeugen und an den Wechselrichter 14 beziehungsweise
an den Aufwärtswandler 12 abzugeben.
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Der
Wechselstrommotor M1 erzeugt eine Wechselspannung und liefert die
erzeugte Wechselspannung an den Wechselrichter 14. Der
Wechselrichter 14 wandelt dann die Wechselspannung in eine Gleichspannung
entsprechend dem Signale PWMI3 aus dem Steuergerät 30 um und liefert
die gewandelte Gleichspannung an den Aufwärtswandler 12 über den
Kondensator C2.
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Der
Aufwärtswandler 12 wandelt
die Gleichspannung gemäß dem Signale
PWMD aus dem Steuergerät 30 abwärts um und
liefert die abwärtsgewandelte
Gleichspannung an die Gleichstromversorgung B, um diese aufzuladen.
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Dann
bestimmt das Steuergerät 30,
das nach dem zuvor beschriebenen Verfahren arbeitet, ob der Aufwärtswandler 12 versagt,
und zwar auf der Grundlage der Gleichspannung Vb, der Spannung Vm
und dem Einschaltverhältnis
DR zum Steuern des Umschaltens der NPN-Transistoren Q1, Q2. Wenn
der Aufwärtswandler 12 versagt,
dann steuert das Steuergerät 30 den
Wechselrichter 14, so daß die elektrische Stromrückgewinnungserzeugung
im Wechselstrommotor M1 im Rückgewinnungsabschaltmodus
gesperrt ist.
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Auf
diese Weise wird im Spannungswandlergerät 100 die elektrische
Stromrückgewinnungserzeugung
im Wechselstrommotor M1 im Rückgewinnungsabschaltmodus
gesperrt, wenn der Aufwärtswandler 12 versagt.
Dies kann das Anlegen einer Spannung verhindern, die gleich oder
höher als
die Spannungsfestigkeit des Kondensators C2 ist.
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Das
Fehlerverarbeitungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung umfaßt das Feststellen
eines Fehlers im Aufwärtswandler 12 und
das Sperren elektrischer Stromrückgewinnungserzeugung
gemäß dem in 4 dargestellten
Ablaufdiagramm.
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Die
Fehlerverarbeitung bezüglich
des Motordrehmomentsteuermittels 301 wird aktuell von einer CPU
(Zentraleinheit) gesteuert. Die CPU liest ein Programm, das die
Schritte des Ablaufdiagramms gemäß 4 enthält, aus
dem ROM (Nurlesespeicher) und führt
das gelesene Programm aus, um die Fehlerverarbeitung des Aufwärtswandlers 12 gemäß dem Ablaufdiagramm
in 4 zu steuern. Somit entspricht der ROM einem computerlesbaren
Aufzeichnungsmedium (CPU-lesbaren Aufzeichnungsmedium) mit einem
dort aufgezeichneten Programm mit den Schritten des Ablaufdiagramms
in 4.
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Angemerkt
sei, daß der
Wechselstrommotor M1 eine "elektrische
Last" bildet.
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Hier
bedeutet "Sperren
des Rückgewinnungsmittels
(Sperren des elektrischen Stromerzeugungsmittels)" das Ansteuern des
Wechselstrommotors M1 zur Abgabe eines Nulldrehmoments oder eines
positiven Drehmoments.
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Gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
verfügt
das Spannungswandlergerät über eine
Steuereinrichtung, die einen Wechselrichter so steuert, daß die elektrische
Stromrückgewinnungserzeugung
im Wechselstrommotor gesperrt wird, wenn ein Aufwärtswandler
versagt, womit vermieden wird, daß eine Spannung gleich oder
höher als
die Spannungsfestigkeit eines Kondensators angelegt wird, der am Eingang
des Wechselrichters vorgesehen ist.
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[Zweites Ausführungsbeispiel]
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Unter
Bezug auf 5 ist ein Spannungswandlergerät 100A gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
dasselbe wie das Spannungswandlergerät 100, mit der Ausnahme,
daß das
Steuergerät 30 im
Spannungswandlergerät 100 ersetzt
wird durch ein Steuergerät 30A und
daß ei
Gleichrichter 18, ein Generator G1 und ein Stromsensor 25 hinzukommen.
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Der
Wechselrichter 14 und der Gleichrichter 18 sind
den Knoten N1 und N2 der beiden Enden vom Kondensator C2 parallel
geschaltet. Der Generator G1 ist mit einem Motor 55 verbunden.
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Der
Gleichrichter 18 verfügt über einen U-Phasenzweig 19,
einen V-Phasenzweig 20 und einen W-Phasenzweig 21.
Der U-Phasenzweig 19,
der V-Phasenzweig 20 und der W-Phasenzweig 21 sind der
Stromversorgungsleitung und der Masseleitung parallel geschaltet.
Der U-Phasenzweig 19 ist aus Dioden D9 und D10 aufgebaut,
die in Serie geschaltet sind. Der V-Phasenzweig 20 ist
aus den Dioden D11 und D12 aufgebaut, die in Serie geschaltet sind.
Der W-Phasenzweig 21 ist aus den Dioden D13 und D14 aufgebaut,
die in Serie geschaltet sind. Der Zwischenpunkt zwischen der Diode
D9 und der Diode D10 ist mit dem Ende der U-Phasenwicklung vom Generator G1 verbunden.
Der Zwischenpunkt zwischen der Diode D11 und der Diode D12 ist mit
dem Ende der V-Phasenwicklung
vom Generator G1 verbunden. Der Zwischenpunkt zwischen der Diode
D13 und der Diode D14 ist mit dem Ende der W-Phasenwicklung vom Generator G1 verbunden.
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Der
Gleichrichter 18 richtet die Wechselspannung gleich, die
der Generator G1 erzeugt, und liefert die gleichgerichtete Gleichspannung
an den Aufwärtswandler 12 über den
Kondensator C2. Der Generator G1 erzeugt eine Wechselspannung durch Rotordrehung,
die verursacht wird durch Drehenergie des Motors 55, und
die erzeugte Wechselspannung wird dem Gleichrichter 18 zugeführt.
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Der
Stromsensor 25 stellt einen Generatorstrom GCRG fest, der
in jede Phase des Generators G1 fließt, und gibt den festgestellten
Generatorstrom GCRT an das Steuergerät 30A ab.
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Das
Steuergerät 30A erzeugt
die Signale PWMI1 und PWMI3 unter den Signalen PWMI1–3 zum Ansteuern
des Wechselrichters 14 und gibt die Signale PWMI1 und PWMI3
an den Wechselrichter 14 ab. Das Verfahren der Erzeugung
der Signale PWMI1 und PWMI3 ist dasselbe wie es anhand des ersten
Ausführungsbeispiels
beschrieben worden ist.
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Wenn
das Steuergerät 30A bestimmt,
daß der
Aufwärtswandler 12 versagt,
wird nach dem zuvor beschriebenen Verfahren ein Energieverbrauch Pm
im Wechselstrommotor M1 auf der Grundlage eines Gaspedalbetätigungsgrads
ACC und der Motordrehzahl MRN aus der externen ECU berechnet, und außerdem wird
ein Leistungserzeugungsbetrag Pg (Stärke der erzeugten elektrischen
Leistung) im Generator G1 auf der Grundlage der Spannung Vm aus dem
Spannungssensor 13 und dem Generatorstrom GCRT aus dem
Stromsensor 25 berechnet. Das Steuergerät 30A erzeugt dann
das Signal RDN und gibt es an die Motor-ECU 65 ab, um die
Drehzahl des Motors 55 so einzustellen, daß der Leistungserzeugungsbetrag
Pg im Generator G1 gleich oder kleiner als der Energieverbrauch
Pm im Wechselstrommotor M1 ist.
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Das
Steuergerät 30A hat
auch in anderer Hinsicht dieselbe Funktion wie das Steuergerät 30.
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Der
Motor 55 wird von der Motor-ECU 65 gesteuert,
um das vorgeschriebene Drehmoment zum Antriebs eines Antriebsrads
abzugeben sowie eine Rotationsleistung an den Generator G1 zu übertragen.
Die Motor-ECU 65 steuert den Motor 55. Die Motor-ECU 65 empfängt das
Signal RDN aus dem Steuergerät 30A,
um die Umdrehungszahl des Motors 55 zu halten oder abzusenken.
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Unter
Bezug auf 6 ist das Steuergerät 30A dasselbe
wie das Steuergerät 30,
mit der Ausnahme, daß das
Motordrehmomentsteuermittel 301 des Steuergeräts 30 ersetzt
ist durch das Motordrehmomentsteuermittel 301A.
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Das
Motordrehmomentsteuermittel 301A erzeugt Signale PWMU und
PWMI1 und gibt diese an den Aufwärtswandler 12 beziehungsweise
an den Wechselrichter 14 ab, und zwar nach demselben Verfahren
wie beim Motordrehmomentsteuermittel 301.
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Das
Motordrehmomentsteuermittel 301A bestimmt des weiteren,
ob der Aufwärtswandler 12 versagt,
wobei demselben Verfahren wie beim Motordrehmomentsteuermittel 301 gefolgt
wird. Wenn das Motordrehmomentsteuermittel 301A bestimmt,
daß der
Aufwärtswandler 12 versagt,
dann wird der Energieverbrauch Pm im Wechselstrommotor M1 auf der Grundlage
des Gaspedalbetätigungsgrads
ACC und der Motordrehzahl MRN berechnet, und außerdem wird der Leistungserzeugungsbetrag
Pg im Generator G1 auf der Grundlage des Generatorstroms GCRT und
der Spannung Vm berechnet. Das Motordrehmomentsteuermittel 301A erzeugt
des weiteren das Signal RDN und gibt dieses an die Motor-ECU 65 ab,
um die Drehzahl des Motors 55 so einzustellen, daß der Leistungserzeugungsbetrag
Pg gleich oder kleiner als der Energieverbrauch Pm ist.
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Unter
Bezug auf 7 ist das Motordrehmomentsteuermittel 301A dasselbe
wie das Motordrehmomentsteuermittel 301, mit der Ausnahme,
daß die Bestimmungseinheit
56 vom Motordrehmomentsteuermittel 301 ersetzt ist durch
die Bestimmungseinheit 56A und daß eine Recheneinheit 58 und
eine Steuereinheit 60 hinzugekommen sind.
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Die
Bestimmungseinheit 56A bestimmt, ob der Aufwärtswandler 12 versagt,
wobei demselben Verfahren wie in der Bestimmungseinheit 56 gefolgt wird.
Wenn bestimmt ist, daß der
Aufwärtswandler 12 normal
arbeitet, dann erzeugt die Bestimmungseinheit 56A ein Ausgangssignal
DTE1 und gibt dieses an die Steuereinheit 60 ab. Wenn andererseits
bestimmt ist, daß der
Aufwärtswandler 12 versagt,
dann erzeugt die Bestimmungseinheit 56A das Signal DTE2
und gibt dieses an die Steuereinheit 60 ab.
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Die
Recheneinheit 58 berechnet den Energieverbrauch Pm vom
Wechselstrommotor M1 auf der Grundlage des Gaspedalbetätigungsgrads
ACC und der Motordrehzahl MRN aus der externen ECU. Die Recheneinheit 58 berechnet
auch den Leistungserzeugungsbetrag Pg im Generator G1 auf der Grundlage
der Spannung Vm aus dem Spannungssensor 13 und dem Generatorstrom
GCRT aus dem Stromsensor 25. Die Recheneinheit 58 gibt
dann den berechneten Energiebedarf Pm und den Leistungserzeugungsbetrag
Pg an die Steuereinheit 60 ab.
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Wenn
die Steuereinheit 60 das Signal DTE1 aus der Bestimmungseinheit 56A empfängt, dann wird
kein Steuersignal erzeugt. Wenn die Steuereinheit 60 das
Signal DTE2 aus der Bestimmungseinheit 56A empfängt, dann
erzeugt sie das Signal RDN und gibt dies an die Motor-ECU 65 zum
Einstellen der Drehzahl des Motors 55 ab, so daß der Leistungserzeugungsbetrag
Pg gleich oder kleiner als der Energieverbrauch Pm ist.
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8 ist
ein Ablaufdiagramm, das die Arbeitsweise der Fehlerverarbeitung
beim Aufwärtswandler 12 im
zweiten Ausführungsbeispiel
darstellt. Nach Start einer Operationsserie stellt die Bestimmungseinheit 56A des
Steuergeräts 30A unter
Bezug auf 8 einen Fehler im Aufwärtswandler 12 auf
der Grundlage der Batteriespannung Vb aus dem Spannungssensor 10,
der Spannung Vm aus dem Spannungssensor 13 und dem Einschaltverhältnis DR
aus der Einschaltverhältnisrecheneinheit 52 fest und
erzeugt das Ausgangssignal DTE2 und gibt dies an die Steuereinheit 60 ab
(Schritt S10). Die Recheneinheit 58 empfängt dann
den Gaspedalbetätigungsgrads
ACC aus der externen ECU (Schritt S11) und empfängt eine Fahrgeschwindigkeit,
das heißt
die Motordrehzahl MRN aus der externen ECU (Schritt S12).
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Die
Recheneinheit 58 berechnet dann das Drehmoment T aus dem
Gaspedalbetätigungsgrad ACC
auf der Grundlage, daß dieses
Drehmoment T aus dem Wechselstrommotor M1 proportional zum Gaspedalbetätigungsgrad
ACC ist. Die Recheneinheit 58 berechnet dann den Energieverbrauch
Pm im Wechselstrommotor M1 auf der Grundlage des berechneten Drehmoments
T und der Motordrehzahl MRN aus der externen ECU (Schritt S13).
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Die
Recheneinheit 58 berechnet auch den Leistungserzeugungsbetrag
Pg im Generator G1 auf der Grundlage der Spannung Vm aus dem Spannungssensor 13 und
dem Generatorstrom GCRT aus dem Stromsensor 25 (Schritt
S14). Die Recheneinheit 58 gibt dann den berechneten Energieverbrauch Pm
und den Leistungserzeugungsbetrag Pg an die Steuereinheit 60 ab.
-
Als
Reaktion auf das Signal DTE2 aus der Bestimmungseinheit 56A erzeugt
die Steuereinheit 60 das Signal RDN und gibt dieses an
die Motor-ECU 65 ab, um die Drehzahl des Motors 55 so
einzustellen, daß der
Leistungserzeugungsbetrag Pg gleich oder kleiner als der Energieverbrauch
Pm ist. Mit anderen Worten, die Steuereinheit 60 steuert
den Generator G1 durch Einstellen einer Obergrenze des Leistungserzeugungsbetrags
Pg im Generator G1, so daß der
Leistungserzeugungsbetrag Pg den Energieverbrauch Pm im Wechselstromstrom
M1 nicht überschreitet.
-
Genauer
gesagt, die Steuereinheit 60 empfängt das Signal DTE2 aus der
Bestimmungseinheit 56A zum Vergleich des Leistungserzeugungsbetrags Pg
aus der Recheneinheit 58 mit dem Energieverbrauch Pm. Ist
der Leistungserzeugungsbetrag Pg gleich oder kleiner als der Energieverbrauch
Pm, dann erzeugt die Steuereinheit 60 ein Signal RDN1, um
die vorliegende Drehzahl des Motors 55 zu halten, und gibt
das Signal RDN1 an die Motor-ECU 65 ab.
Wenn der Leistungserzeugungsbetrag Pg höher als der Energieverbrauch
Pm ist, dann erzeugt die Steuereinheit 60 ein Signal RDN2
zum Absenken der gegenwärtigen
Drehzahl des Motors 55 und gibt das Signal RDN2 an die
Motor-ECU 65 ab. Das Signal RDN enthält folglich die Signale RDN1
und RDN2.
-
Die
Motor-ECU 65 hält
die Drehzahl als Reaktion auf das Signal RDN1 aus der Steuereinheit 60 oder
steuert den Motor 55, um die Drehzahl als Reaktion auf
das Signal RDN2 aus der Steuereinheit 60 abzusenken. Die
Drehzahl vom Motor 55 wird auf einem gewissen Wert gehalten
oder abgesenkt. Der Leistungserzeugungsbetrag Pg im Generator G1 wird
somit auf den Energieverbrauch Pm oder darunter abgesenkt (Schritt
S15).
-
Die
vom Generator G1 erzeugte elektrische Leistung wird insgesamt vom
Wechselstrommotor M1 verbraucht, wodurch das Anlegen einer Spannung
gleich oder höher
als die Spannungsfestigkeit am Kondensator C2 vermieden wird.
-
Unter
Rückbezug
auf 5 wird die Arbeitsweise im Spannungswandlergerät 100A beschrieben.
Die Operationen sind wie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben,
in dem das Steuergerät 30A die
Signale PWMU und PWMI1 zum Ansteuern des Aufwärtswandlers 12 und
des Wechselrichters 12 erzeugt, indem diese Signale an
den Aufwärtswandler 12 beziehungsweise
an den Wechselrichter 14 abgegeben werden, wobei der Aufwärtswandler 12 die
Gleichspannung Vb in die Ausgangsspannung Vm aufwärts abwandelt
und wobei der Wechselrichter 14 den Wechselstrommotor M1
ansteuert.
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Der
Generator G1 erzeugt elektrischen Strom unter Verwendung der Rotationsleistung
des Motors 55 und liefert die erzeugte Wechselspannung an
den Gleichrichter 18. Der Gleichrichter 18 richtet die
Wechselspannung in eine Gleichspannung um, um diese dem Kondensator
C2 zuzuführen.
Der Stromsensor 25 stellt den Generatorstrom GCRT fest und
gibt den festgestellten Stromwert an das Steuergerät 30A ab.
-
Das
Steuergerät 30A bestimmt,
ob der Aufwärtswandler 12 versagt,
wobei dem zuvor beschriebenen Verfahren gefolgt wird. Wenn der Aufwärtswandler 12 versagt,
berechnet das Steuergerät 30A den
Energieverbrauch Pm vom Wechselstrommotor M1 sowie den Leistungserzeugungsbetrag
Pg vom Generator G1. Dann erzeugt das Steuergerät 30A das Signal RDN
zum Einstellen der Drehzahl vom Motor 55, so daß der Leistungserzeugungsbetrag
Pg gleich oder kleiner als der Energieverbrauch Pm ist, und das
Steuergerät 30A gibt
das Signal RDN an die Motor-ECU 65 ab. Als Reaktion auf
das Signal RDN aus dem Steuergerät 30A hält die Motor-ECU 65 die Drehzahl
oder senkt diese ab zur Rotation des Motors 55. Der Leistungserzeugungsbetrag
Pg vom Generator G1 wird somit auf einen Wert gleich oder kleiner
als der Energieverbrauch Pm vom Wechselstrommotor M1 gesteuert.
-
Wenn
der Wechselstrommotor M1 in den Rückgewinnungsabschaltmodus eintritt,
empfängt das
Steuergerät 30A das
Signal RGE aus der externen ECU und erzeugt die Signale PWMI3 und
PWMD und gibt diese an den Wechselrichter 14 beziehungsweise
an den Aufwärtswandler 12 ab.
-
Der
Wechselstrommotor M1 erzeugt eine Wechselspannung und liefert die
erzeugte Wechselspannung an den Wechselrichter 14. Der
Wechselrichter 14 wandelt dann die Wechselspannung in eine Gleichspannung
entsprechend dem Signal PWMI3 aus dem Steuergerät 30A um, um die gewandelte Gleichspannung
an den Aufwärtswandler 12 über den
Kondensator C2 zu liefern.
-
Der
Aufwärtswandler 12 wandelt
die Gleichspannung entsprechend dem Signal PWMD aus dem Steuergerät 30A abwärts, um
die abwärtsgewandelte Gleichspannung
der Gleichstromversorgung B zuzuführen, um diese aufzuladen.
-
Wenn
der Aufwärtswandler 12 versagt,
wird im Spannungswandlergerät 100A,
wie oben beschrieben wurde, der Leistungserzeugungsbetrag Pg im
Generator G1 so gesteuert, daß der
Wert gleich oder kleiner als der Energieverbrauch Pm im Wechselstrommotor
M1 ist. Folglich wird verhindert, daß eine Spannung gleich oder
höher als
die Spannungsfestigkeit an den Kondensator C2 angelegt wird.
-
Das
Fehlerverarbeitungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung umfaßt das Feststellen
eines Fehlers im Aufwärtswandler 12 gemäß dem in 8 gezeigten
Ablaufdiagramm sowie das Steuern des Leistungserzeugungsbetrags
Pg im Generator G1 auf einen Wert gleich oder kleiner als der Energieverbrauch
Pm im Wechselstrommotor M1
-
Die
Fehlerverarbeitung im Motordrehmomentsteuermittel 301A wird
aktuell von der CPU gesteuert. Die CPU liest ein Programm, das die
Schritte im Ablaufdiagramm gemäß 8 enthält, aus
einem ROM aus und führt
das gelesene Programm aus, um die Fehlerverarbeitung für den Aufwärtswandler 12 gemäß dem in 8 gezeigten
Ablaufdiagramm auszuführen.
Der ROM entspricht folglich einem computerlesbaren Aufzeichnungsmedium
(CPU-lesbaren Aufzeichnungsmedium)
mit einem Programm, das dort mit den Schritten gemäß dem Ablaufdiagramm
von 8 gespeichert ist.
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Die
anderen Einzelheiten sind dieselben wie beim ersten Ausführungsbeispiel.
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Entsprechend
dem zweiten Ausführungsbeispiel
enthält
das Spannungswandlergerät
ein Steuergerät,
das den Leistungserzeugungsbetrag eines Generators auf einen Wert
steuert, der bei einem Versagen des Aufwärtswandlers gleich oder geringer als
der Energieverbrauch vom Wechselstrommotor ist, wodurch vermieden
wird, das eine Spannung, die gleich oder höher als die Spannungsfestigkeit
ist, an einen Kondensator angelegt wird, der sich am Eingang des
Wechselrichters befindet.
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[Drittes Ausführungsbeispiel]
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Unter
Bezug auf 9 ist ein Spannungswandlergerät 100B gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
dasselbe wie das Spannungswandlergerät 100A, mit der Ausnahme,
daß das
Steuergerät 30A,
der Gleichrichter 18, der Generator G1 und der Stromsensor 25 des
Spannungswandlergeräts 100A ersetzt
werden durch ein Steuergerät 30B,
einen Wechselrichter 31, einen Wechselstrommotor M2 beziehungsweise
durch einen Stromsensor 28.
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Angemerkt
sei, daß im
Spannungswandlergerät 100B der
Stromsensor 24 den Motorstrom MCRT1 feststellt und an das
Steuergerät 30B abgibt. Der
Wechselstrommotor M2 ist mit dem Motor 55 verbunden. Der
Kondensator C2 empfängt
die Gleichspannung aus dem Aufwärtswandler 12 über Knoten N1,
N2, glätter
die empfangene Gleichspannung und liefert die geglättete Gleichspannung
zum Wechselrichter 14 sowie zum Wechselrichter 31.
Der Wechselrichter 14 wandelt auf der Grundlage eines Signals PWMI11
aus dem Steuergerät 30B die
Gleichspannung vom Kondensator C2 in eine Wechselspannung zum Antrieb
des Wechselstrommotors M1 um und wandelt auf der Grundlage eines Signals
PWM13 die vom Wechselstrommotor M1 erzeugte Wechselspannung in eine
Gleichspannung um.
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Der
Wechselrichter 31 hat dieselbe Konfiguration wie der Wechselrichter 14.
Der Wechselrichter 31 wandelt auf der Grundlage eines Signals
PWMI21 aus dem Steuergerät 30B die
Gleichspannung aus dem Kondensator C2 in eine Wechselspannung zum Antrieb
des Wechselstrommotors m2 um und wandelt auf der Grundlage eines
Signals PWMI23 die Wechselspannung, die der Wechselstrommotor M2 erzeugt
hat, in eine Gleichspannung um. Der Stromsensor 28 stellt
den Motorstrom MCRT2 fest, der in jede Phase des Wechselstrommotors
M2 fließt,
und gibt den festgestellten Motorstrom MCRT2 ab an das Steuergerät 30B.
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Das
Steuergerät 30B empfängt die
Gleichspannung Vb aus der Gleichstromversorgung B vom Spannungssensor 10,
empfängt
die Motorströme MCRT1,
MCRT2 aus den jeweiligen Stromsensoren 24, 28,
empfängt
die Ausgangsspannung Vm des Aufwärtswandlers 12 (das
heißt,
die Eingangsspannung für
die Wechselrichter 14, 31) aus dem Spannungssensor 13,
und empfängt
die Drehmomentbefehlswerte TR1, TR2, die Motordrehzahlen MRN1, MRN2
und den Gaspedalbetätigungsgrad
ACC aus der externen ECU. Das Steuergerät 30B erzeugt auf der
Grundlage der Gleichspannung Vb, der Ausgangsspannung Vm, des Motorstroms
MCRT1, des Drehmomentbefehlswerts TR1 und auf der Grundlage der
Motordrehzahl MRN1 das Signal PWMI11 zum Steuern des Umschaltens
der NPN-Transistoren Q3 bis Q8 vom Wechselrichter 14, gemäß dem vorstehend
erläuterten
Verfahren, wenn der Wechselrichter 14 den Wechselstrommotor
M1 ansteuert. Das Steuergerät 30B gibt
dann das erzeugte Signal PWMI11 an den Wechselrichter 14 ab.
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Das
Steuergerät 30B erzeugt
auf der Grundlage der Gleichspannung Vb, der Ausgangsspannung Vm,
des Motorstroms MCRT2, des Drehmomentbefehlswerts TR2 und der Motordrehzahl
MRN2 auch das Signal PWMI21 zum Steuern des Umschaltens der NPN-Transistoren Q3 bis
Q8, gemäß dem vorstehend
erläuterten
Verfahrens, wenn der Wechselrichter 31 den Wechselstrommotor
M2 ansteuert. Das Steuergerät 30B gibt
dann das erzeugte Signal PWMI21 an den Wechselrichter 31 ab.
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Das
Steuergerät 30B erzeugt
des weiteren auf der Grundlage eines Gleichspannungssignals Vb,
einer Ausgangsspannung Vm, eines Motorstroms MCRT1 (oder MCRT2),
eines Drehmomentbefehlswerts TR1 (oder TR2) und der Motordrehzahl MRN1
(oder MRN2) das Signal PWMU zum Steuern des Umschaltens der NPN-Transistoren Q1,
Q2 vom Aufwärtswandler 12,
wobei dies nach dem zuvor beschriebenen Verfahren geschieht, wenn
der Wechselrichter 14 oder 31 den Wechselstrommotor
M1 oder M2 ansteuert. Das Steuergerät 30B gibt dann das
erzeugte Signal PWMU an den Aufwärtswandler 12 ab.
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Das
Steuergerät 30B erzeugt
im Rückgewinnungsabschaltmodus
auch ein Signal PWM13 zum Wandeln der Wechselspannung, die der Wechselstrommotor
M1 erzeugt, in eine Gleichspannung, oder ein Signal PWM23 zum Wandeln
der Wechselspannung, die der Wechselstrommotor M2 erzeugt hat, in
eine Gleichspannung, und gibt das erzeugte Signal PWM13 oder PWM23
an den Wechselrichter 14 beziehungsweise an den Wechselrichter 31 ab.
In diesem Falle erzeugt das Steuergerät 30B ein Ausgangssignal
PWMD und gibt dieses ab an den Aufwärtswandler 12 zum
Steuern des Aufwärtswandlers 12,
so daß der
Aufwärtswandler 12 die
Gleichspannung vom Wechselrichter 14 oder 31 abwärts wandelt,
um die Gleichstromversorgung B aufzuladen.
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Das
Steuergerät 30B bestimmt
des weiteren, ob der Aufwärtswandler 12 versagt,
und zwar nach dem zuvor beschriebenen Verfahren. Wenn der Aufwärtswandler 12 versagt,
berechnet das Steuergerät 30B die
Energie Pm im Wechselstrommotor M1 auf der Grundlage des Gaspedalbetätigungsgrads
ACC und der Motordrehzahl MRN1. Das Steuergerät 30B bestimmt dann,
ob der Wechselstrommotor M1 in einem Antriebsmodus oder in einem
Rückgewinnungsmodus
ist, und zwar auf der Grundlage der berechneten Energie Pm. Wenn
der Wechselstrommotor M1 im Antriebsmodus ist, betrachtet das Steuergerät 30B die
berechnete Energie Pm als Energieverbrauch Pm1. Wenn der Wechselstrommotor
M1 im Antriebsmodus ist, befindet sich der Wechselstrommotor M2
im Rückgewinnungsmodus.
Folglich berechnet das Steuergerät 30B einen
Leistungserzeugungsbetrag Pg2 vom Wechselstrommotor M2 und steuert
den Leistungserzeugungsbetrag Pg2 des Wechselstrommotors M2 auf
einen Wert, der gleich oder kleiner als der Energieverbrauch Pm1
vom Wechselstrommotor M1 ist, wobei dem Verfahren gefolgt wird,
wie es zum zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben
wurde.
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Wenn
der Wechselstrommotor M1 im Rückgewinnungsmodus
arbeitet, sieht das Steuergerät 30B die
berechnete Energie Pm als Leistungserzeugungsbetrag Pg1 an und erzeugt
dann ein Signal CUT und gibt dies an die Motor-ECU 65 ab,
so daß die
Kraftstoffzufuhr für
den Motor 55 gesperrt wird. Darüber hinaus steuert das Steuergerät 30B den Wechselstrommotor
M2 so, daß ein
positives Drehmoment abgegeben wird. Das Steuergerät 30B berechnet
dann den Energieverbrauch Pm2 vom Wechselstrommotor M2, und wenn
die Summe aus Pg1 + Pm2 des Leistungserzeugungsbetrags Pg1 und des Energieverbrauchs
Pm2 negativ ist, dann steuert das Steuergerät 30B den Wechselstrommotor
M1 so, daß der
Leistungserzeugungsbetrag Pg1 im Wechselstrommotor M1 gleich oder
kleiner als der Energieverbrauch Pm2 ist.
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Das
Steuergerät 30B erzeugt
darüber
hinaus das Signal SE und gibt dies an die Systemrelais SR, SR2 zum
Aktivieren/Deaktivieren der Relais SR1, SR2 ab.
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Unter
Bezug auf 10 enthält das Steuergerät 30B ein
Motordrehmomentsteuermittel 301B und ein Spannungswandlersteuermittel 302A.
Das Motordrehmomentsteuermittel 301B erzeugt das Signal
PWMI11 auf der Grundlage des Motorstroms MCRT1, des Drehmomentbefehlswerts
TR1, der Motordrehzahl MRN1, der Gleichspannung Vb und der Spannung
Vm und gibt das erzeugte Signal PWMI11 an den Wechselrichter 14 ab.
Das Motordrehmomentsteuermittel 301B erzeugt das Signal
PWMI21 auf der Grundlage des Motorstroms MCRT2, des Drehmomentbefehlswerts
TR2, der Motordrehzahl MRN2, der Gleichspannung Vb und der Spannung Vm
und gibt das erzeugte Signal PWMI21 an den Wechselrichter 31 ab.
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Das
Motordrehmomentsteuermittel 301B erzeugt auch das Signal
PWMU auf der Grundlage der Gleichspannung Vb, der Spannung Vm, des
Motorstroms MCRT1 (oder MCRT2), des Drehmomentbefehlswerts TR1 (oder
TR2) und der Motordrehzahl MRN1 (oder MRN2) und gibt das erzeugte
Signal PWMU an den Aufwärtswandler 12 ab.
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Das
Motordrehmomentsteuermittel 301B bestimmt weiterhin, ob
der Aufwärtswandler 12 versagt, und
zwar nach dem zuvor beschriebenen Verfahren. Wenn bestimmt ist,
daß der
Aufwärtswandler 12 versagt,
berechnet das Drehmomentsteuermittel 301B die Energie Pm
im Wechselstrommotor M1 auf der Grundlage des Gaspedalbetätigungsgrads
ACC und der Motordrehzahl MRN1 und bestimmt des weiteren, ob der
Wechselstrommotor M1 auf der Grundlage der errechneten Energie Pm
im Antriebsmodus oder im Stromgewinnungsmodus arbeitet. Genauer gesagt,
das Motordrehmomentsteuergerät 301B bestimmt,
daß der
Wechselstrommotor M1 im Antriebsmodus ist, wenn die berechnete Energie
Pm positiv ist, und bestimmt, daß der Wechselstrommotor M1
im Rückgewinnungsmodus
arbeitet, wenn die Energie Pm negativ ist.
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Wenn
der Wechselstrommotor M1 im Antriebsmodus ist, dann berechnet das
Motordrehmomentsteuermittel 301B den Leistungserzeugungsbetrag
Pg2 im Wechselstrommotor M2 auf der Grundlage der Spannung Vm aus
dem Spannungssensor 13 und dem Motorstrom MCRT2 aus dem
Stromsensor 28. Das Motordrehmomentsteuermittel 301B erzeugt dann
das Signal RDN zum Einstellen der Drehzahl vom Motor 55 in
der Weise, daß der
Leistungserzeugungsbetrag Pg2 im Wechselstrommotor M2 gleich oder
kleiner als der Energieverbrauch Pm1 ist und gibt das erzeugte Signal
RDN an die Motor-ECU 65 ab. Das Motordrehmomentsteuermittel 301B erzeugt ebenfalls
das Signal RGE2 und gibt das erzeugte Signal RGE2 an das Spannungswandlersteuermittel 302A ab.
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Wenn
andererseits der Wechselstrommotor M1 im Rückgewinnungsmodus ist, erzeugt
das Motordrehmomentsteuermittel 301B das Ausgangssignal
CUT zum Sperren der Kraftstoffzufuhr für den Motor 55 an
die Motor-ECU 65, das Signal RGE1 zum Wandlersteuermittel 302A und
Signal PWMI21 zum Veranlassen des Wechselstrommotors M2, ein positives
Drehmoment an den Wechselrichter 31 abzugeben. Das Motordrehmomentsteuermittel 301B berechnet
den Energieverbrauch Pm2 im Wechselstrommotor M2. Wenn die Summe
aus dem Leistungserzeugungsbetrag Pg1 im Wechselstrommotor M1 und
dem Energieverbrauch Pm2 im Wechselstrommotor M2 negativ ist, dann
steuert das Motordrehmomentsteuermittel 301B den Wechselstrommotor
M1 so, daß der
Leistungserzeugungsbetrag Pg1 im Wechselstrommotor M1 gleich oder
kleiner als der Energieverbrauch Pm2 im Wechselstrommotor M2 ist.
Das Motordrehmomentsteuermittel 301B hält den gegenwärtigen Zustand
der Wechselstrommotore M1, M2 bei, wenn die Summe aus dem Leistungserzeugungsbetrag
Pg1 und dem Energieverbrauch Pm2 positiv ist.
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Das
Spannungswandlersteuermittel 302A empfängt von der externen ECU das
Signal RGE, das aufzeigt, daß das
Hybridfahrzeug oder das Elektrofahrzeug mit dem Spannungswandlergerät 100B in
den Rückgewinnungsabschaltmodus übergeht,
um die Signale PWM13, 23 und das Signal PWMD zu erzeugen, die Ausgangssignale
der erzeugten Signale PWM13, 23 sind, an jeweilige Wechselrichter 14, 31 und
Ausgeben des Signals PWMD an den Aufwärtswandler 12.
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Das
Spannungswandlersteuermittel 302A empfängt auch das Signal RGE1 aus
dem Motordrehmomentsteuermittel 301B zum Erzeugen und Abgeben
des Signals PWMI13 an den Wechselrichter 14 zum Steuern
des Leistungserzeugungsbetrags Pg1 im Wechselstrommotor M1 auf einen
gleichen oder kleineren Wert als der Energieverbrauch Pm2 im Wechselstrommotor
M2.
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Das
Spannungswandlersteuermittel 302A empfängt auch das Signal RGE2 aus
dem Motordrehmomentsteuermittel 301B zum Erzeugen und Abgeben
des Signals PWMI23 an den Wechselrichter 31 zum Steuern
des Leistungserzeugungsbetrags Pg2 im Wechselstrommotor M2 auf einen
gleichen oder kleineren Wert als der Energieverbrauch Pm1 im Wechselstrommotor
M1.
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Unter
Bezug auf 11 ist das Motordrehmomentsteuermittel 301B dasselbe
wie das Motordrehmomentsteuermittel 301A, mit der Ausnahme, daß die Phasenspannungssteuereinheit 40 zum Steuern
des Motors, die Bestimmungseinheit 56A, die Recheneinheit 58 und
die Steuereinheit 60 vom Motordrehmomentsteuermittel 301A ersetzt
sind durch die Phasenspannungsrecheneinheit 40A zum Steuern
des Motors, eine Bestimmungseinheit 56B, eine Recheneinheit 58A beziehungsweise
eine Steuereinheit 60A.
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Die
Phasenspannungssteuereinheit 40A berechnet eine Spannung,
die an jede Phase des Wechselstrommotors M1 auf der Grundlage der
Ausgangsspannung Vm vom Aufwärtswandler 12,
vom Motorstrom MCRT1 und vom Drehmomentbefehlswert TR1 anzulegen
ist, und berechnet eine Spannung, die an jede Phase des Wechselstrommotors M2
anzulegen ist, auf der Grundlage der Ausgangsspannung Vm, des Motorstroms
MCRT2 und auf der Grundlage des Drehmomentbefehlswerts TR2. Die Phasenspannungsrecheneinheit 40A gibt
dann die Spannung ab, die für
den Wechselstrommotor M1 oder für
den Wechselstrommotor M2 berechnet wurde, an die PWM-Signalwandeleinheit 42.
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Die
Phasenspannungsrecheneinheit 40A empfängt den Drehmomentbefehlswert
TRE aus der Steuereinheit 60A zum Berechnen einer Spannung, die
an jeder Phase des Wechselstrommotors M2 anzulegen ist, auf der
Grundlage des Drehmomentbefehlswerts TRE, der Ausgangsspannung Vm
und des Motorstroms MCRT2 und gibt dann die berechnete Spannung
an die PWM-Wandlereinheit 42 ab.
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Die
PWM-Signalwandeleinheit 42 empfängt eine Spannung für den Wechselstrommotor
M1 aus der Phasenspannungsrecheneinheit 40A zum Erzeugen
und Abgeben des Signals PWMI11 an den Wechselrichter 14 auf
der Grundlage der empfangenen Spannung. Die PWM-Signalwandeleinheit 42 empfängt eine
Spannung für
den Wechselstrommotor M2 aus der Phasenspannungsrecheneinheit 40A zum
Erzeugen und Abgeben des Signals PWMI21 an den Wechselrichter 31 auf
der Grundlage der empfangenen Spannung.
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Die
Wechselrichtereingangsspannungsbefehlsrecheneinheit 50 berechnet
den Spannungsbefehl Vdc_com auf der Grundlage des Drehmomentbefehlswerts
TR1 und auf der Grundlage der Motordrehzahl MRN1 (oder auf der Grundlage
des Drehmomentbefehlswerts TR2 und der Motordrehzahl MRN2) und gibt
den berechneten Spannungsbefehl Vdc_com ab an die Einschaltverhältnisrecheneinheit 52.
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Die
Bestimmungseinheit 56B bestimmt, ob der Aufwärtswandler 12 versagt,
und zwar auf der Grundlage der Batteriespannung Vb aus dem Spannungssensor 10,
der Ausgangsspannung Vm vom Spannungssensor 13 und dem
Einschaltverhältnis DR
aus der Einschaltverhältnisrecheneinheit 52,
gefolgt von dem zuvor beschriebenen Verfahren. Wenn bestimmt ist,
daß der
Aufwärtswandler 12 versagt, dann
bestimmt die Bestimmungseinheit 56B, ob die Energie Pm
aus der Recheneinheit 58A positiv oder negativ ist. Wenn
die Energie Pm positiv ist, dann bestimmt die Bestimmungseinheit 56B,
daß der
Wechselstrommotor M1 im Antriebsmodus ist und sieht die Energie
Pm als Energieverbrauch Pm1 an. Wenn andererseits Pm negativ ist,
bestimmt die Bestimmungseinheit 56B, daß der Wechselstrommotor M1 im
Rückgewinnungsmodus
arbeitet und sieht die Energie Pm als Leistungserzeugungsbetrag
Pg1 an.
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Wenn
der Wechselstrommotor M1 im Antriebsmodus ist, dann erzeugt die
Bestimmungseinheit 56B ein Signal DTE3 und gibt es ab an
die Steuereinheit 60A, um ein Bestimmungsergebnis aufzuzeigen,
daß der
Leistungserzeugungsbetrag Pg2 im Wechselstrommotor M2 auf einen
Wert gesteuert werden sollte, der gleich oder kleiner als der Energieverbrauch
Pm1 im Wechselstrommotor M1 ist.
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Ist
der Wechselstrommotor M1 im Rückgewinnungsmodus,
dann erzeugt die Bestimmungseinheit 56B ein Signal DTE4
und gibt es ab an die Steuereinheit 60A zum Aufzeigen eines Bestimmungsergebnisses,
daß der
Kraftstoff für
den Motor 55 abgeschaltet werden soll.
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Nach
Abgabe des Signals DTE4 an die Steuereinheit 60A empfängt die
Bestimmungseinheit 56B aus der Recheneinheit 58A die
Summe Pg1 + Pm2 des Leistungserzeugungsbetrags Pg1 im Wechselstrommotor
M1 und den Energieverbrauch Pm2 im Wechselstrommotor M2 und bestimmt,
ob die aufgenommene Summe Pg1 + Pm2 positiv oder negativ ist. Wenn
die Summe Pg1 + Pm2 negativ ist, dann erzeugt die Bestimmungseinheit 56B ein
Signal DTE5 und gibt es ab an die Steuereinheit 60A, um
ein Bestimmungsergebnis aufzuzeigen, daß nämlich der Leistungserzeugungsbetrag
Pg1 im Wechselstrommotor M1 auf einen Wert gesteuert werden sollte,
der gleich oder kleiner als der Wert des Energieverbrauchs Pm2 im
Wechselstrommotor M2 ist.
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Wenn
die Summe Pg1 + Pm2 positiv ist, dann erzeugt die Bestimmungseinheit 56B ein
Signal DTE6 und gibt dieses ab an die Steuereinheit 60A, um
ein Bestimmungsergebnis aufzuzeigen, daß nämlich der gegenwärtige Zustand
in den Wechselstrommotoren M1, M2 beibehalten werden sollte.
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Die
Recheneinheit 58A berechnet das Drehmoment T aus dem Wechselstrommotor
M1 auf der Grundlage des Gaspedalbetätigungsgrads ACC aus der externen
ECU, berechnet die Energie Pm im Wechselstrommotor M1 auf der Grundlage
des berechneten Drehmoments T und der Motordrehzahl MRN1 aus der
externen ECU und gibt die berechnete Energie Pm an die Bestimmungseinheit 56B und
an die Steuereinheit 60A ab.
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Die
Recheneinheit 58A berechnet den Leistungserzeugungsbetrag
Pg2 im Wechselstrommotor M2 auf der Grundlage der Ausgangsspannung
Vm vom Spannungssensor 13 und den Motorstrom MCRT2 aus
dem Stromsensor 28 und gibt den berechneten Leistungserzeugungsbetrag
Pg2 an die Steuereinheit 60A ab.
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Die
Recheneinheit 58A empfängt
des weiteren den Drehmomentbefehlswert TRE aus der Steuereinheit 60A zum
Berechnen des Energieverbrauchs Pm2 im Wechselstrommotor M2 auf der Grundlage
des Drehmomentbefehlswerts TRE und der Motordrehzahl MRN2 aus der
externen ECU und gibt den berechneten Energieverbrauch Pm2 an die Steuereinheit 60A ab.
Die Recheneinheit 58A berechnet dann die Summe aus der
Energie Pm im Wechselstrommotor M1 und dem Energieverbrauch Pm2
als die Summe des Leistungserzeugungsbetrags Pg1 im Wechselstrommotor
M1 und des Energieverbrauchs Pm2 und gibt die berechnete Summe Pg1
+ Pm2 ab an die Bestimmungseinheit 56B.
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Als
Reaktion auf das Signal DTE3 aus der Bestimmungseinheit 56B sieht
die Steuereinheit 60A die Energie Pm aus der Recheneinheit 58A als
Energieverbrauch Pm1 im Wechselstrommotor M1 an und vergleicht den
Leistungserzeugungsbetrag Pg2 aus der Recheneinheit 58A mit
dem Energieverbrauch Pm1. Die Steuereinheit 60A erzeugt
dann das Signal RDN (einschließlich
RDN1 und RDN2) und gibt das Signal ab an die Motor-ECU 65 zum
Einstellen der Drehzahl vom Motor 55 in der Weise, daß der Leistungserzeugungsbetrag
Pg2 gleich oder kleiner als der Energieverbrauch Pm1 ist. Genauer
gesagt, wenn der Leistungserzeugungsbetrag 2g2 gleich oder
kleiner als der Energieverbrauch Pm1 ist, dann erzeugt die Steuereinheit 60A ein
Signal RDN1 und gibt es ab an die Motor-ECU 65, um die
gegenwärtige Drehzahl
des Motors 55 beizubehalten. Wenn der Leistungserzeugungsbetrag
Pg2 größer als
der Energieverbrauch Pm1 ist, dann erzeugt die Steuereinheit 60A ein
Signal RDN2 und gibt es ab an die Motor-ECU 65 zum Absenken
der gegenwärtigen
Drehzahl vom Motor 55, so daß der Leistungserzeugungsbetrag 2g2 gleich
oder kleiner als der Energieverbrauch Pm1 wird. Die Steuereinheit 60A erzeugt auch
ein Signal RGE2 und gibt es ab an das Spannungswandlersteuermittel 302A.
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Als
Reaktion auf das Signal DTE4 aus der Bestimmungseinheit 56B erzeugt
die Steuereinheit 60A ein Signal CUT und einen Drehmomentbefehlswert
TRE und gibt das Signal CUT an die Motor-ECU 65 und den Drehmomentbefehlswert
TRE an die Phasenspannungsrecheneinheit 40A ab. Der Drehmomentbefehlswert
TRE ist ein solcher zum Bestimmen des positiven Drehmoments, das vom
Wechselstrommotor M2 abzugeben ist, so daß die Drehzahl des Motors 55 beibehalten
oder erhöht
wird.
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Als
Reaktion auf das Signal DTE5 aus der Bestimmungseinheit 56B sieht
die Steuereinheit 60A die Energie Pm aus der Recheneinheit 58A als
Leistungserzeugungsbetrag Pg1 im Wechselstrommotor M1 an und vergleicht
den Leistungserzeugungsbetrag Pg1 mit dem Energieverbrauch Pm2 aus
der Recheneinheit 58A. Die Steuereinheit 60A erzeugt dann
ein Signal RGE1 und gibt dies ab an das Spannungswandelsteuermittel 302A zum
Begrenzen des Rückgewinnungsbetrags
aus dem Wechselstrommotor M1, so daß der Leistungserzeugungsbetrag
Pg1 gleich oder kleiner als der Energieverbrauch Pm2 ist.
-
Als
Reaktion auf das Signal DTE6 aus der Bestimmungseinheit 56B erzeugt
die Steuereinheit 60A kein Steuersignal. Folglich wird
der gegenwärtige
Zustand in den Wechselstrommotoren M1, M2 beibehalten.
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12 ist
ein Ablaufdiagramm, das die Operation der Fehlerverarbeitung im
Aufwärtswandler 12 vom
dritten Ausführungsbeispiel
darstellt. Das in 12 gezeigte Ablaufdiagramm ist
dasselbe wie das in 8 gezeigte Ablaufdiagramm, mit
der Ausnahme, daß die
Schritte S16 bis S19, S21 und S22 dem in 8 gezeigten
Ablaufdiagramm hinzukommen. Im in 12 gezeigten
Ablaufdiagramm ist Schritt S16 zwischen die Schritte S13 und S14
eingefügt,
und die Schritte S14, S15 werden ausgeführt, wenn in Schritt S16 die
Entscheidung "Nein" lautet.
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Nach
Start einer Operationsserie werden unter Bezug auf 12 die
Schritte S10 bis S13 in der oben beschriebenen Weise ausgeführt. Nach
Schritt S13 bestimmt die Bestimmungseinheit 56B, ob die aus
der Recheneinheit 58A kommende Energie Pm positiv oder
negativ ist (Schritt S16). Wenn bestimmt ist, daß die Energie Pm positiv ist,
dann bestimmt die Bestimmungseinheit 56B wiederum, daß der Wechselstrommotor
M1 im Antriebsmodus ist. Die Schritte S14, S15, wie sie oben beschrieben
worden sind, werden dann so ausgeführt, daß der Leistungserzeugungsbetrag
Pg2 im Wechselstrommotor M2 auf einen Wert gesteuert ist, der gleich
oder kleiner als der Energieverbrauch Pm1 im Wechselstrommotor M1 ist.
-
Genauer
gesagt, die Bestimmungseinheit 56B erzeugt ein Signal DTE3
und gibt dieses ab an die Steuereinheit 60A. Als Reaktion
auf das Signal DTE3 aus der Bestimmungseinheit 56B sieht
die Steuereinheit 60A die Energie Pm aus der Recheneinheit 58A an
als Energieverbrauch Pm1 im Wechselstrommotor M1. Die Recheneinheit 58A berechnet den
Leistungserzeugungsbetrag Pg2 im Wechselstrommotor M2 auf der Grundlage
der Spannung Vm aus dem Spannungssensor 13 und dem Motorstrom MCRT2
vom Stromsensor 28 (Schritt S14) und gibt den berechneten
Leistungserzeugungsbetrag Pg2 an die Steuereinheit 60A ab.
Die Steuereinheit 60A vergleicht den Leistungserzeugungsbetrag
Pg2 aus der Recheneinheit 58A mit dem Energieverbrauch Pm1,
erzeugt das Signal RDN zur Abgabe an die Motor-ECU 65 zum
Einstellen der Drehzahl des Motors 55, so daß der Leistungserzeugungsbetrag
Pg2 gleich oder kleiner als der Energieverbrauch Pm1 ist, und es
wird das Signal RGE2 erzeugt zur Abgabe an das Spannungswandlersteuermittel 302A.
Als Reaktion auf das Signal RDN aus der Steuereinheit 60A stellt
die Motor-ECU die Drehzahl des Motors 55 so ein, daß der Leistungserzeugungsbetrag
Pg2 gleich oder kleiner als der Energieverbrauch Pm1 ist. Der Wechselstrommotor
M2 erzeugt folglich eine elektrische Leistung, die gleich oder kleiner
als der Energieverbrauch Pm1 ist. Als Reaktion auf das Signal RGE2
aus der Steuereinheit 60A erzeugt das Spannungswandlersteuermittel 302A das
Signal PWMI23 und gibt es ab an den Wechselrichter 31.
Die NPN-Transistoren Q1 bis Q8 vom Wechselrichter 31 werden
leitend/sperrend geschaltet, und zwar als Reaktion auf das Signal
PWMI23, und es erfolgt die Wandlung der Wechselstromspannung, die
der Wechselstrommotor M2 erzeugt, in eine Gleichspannung (Schritt
S15).
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Wenn
andererseits bestimmt ist, daß die
Energie Pm in Schritt S16 negativ ist, dann bestimmt die Bestimmungseinheit 56B,
daß der
Wechselstrommotor M1 im Rückgewinnungsmodus
arbeitet und erzeugt das Signal DTE4 zur Abgabe an die Steuereinheit 60A.
Als Reaktion auf das Signal DTE4 aus der Bestimmungseinheit 56B erzeugt
dann die Steuereinheit 60A ein Signal CUT, das an die Motor-ECU 65 abzugeben
ist, und erzeugt einen Drehmomentbefehlswert TRE zur Abgabe an die
Phasenspannungsrecheneinheit 40A und an die Recheneinheit 58A.
-
Die
Motor-ECU 65 reagiert auf das Signal CUT zum Sperren der
Kraftstoffzufuhr für
den Motor 55 (Schritt S17). Die Phasenspannungsrecheneinheit 40A berechnet
eine an jede Phase des Wechselstrommotors M2 anzulegende Spannung
auf der Grundlage eines Drehmomentbefehlswerts TRE aus der Steuereinheit 60A,
gibt der Ausgangsspannung Vm aus dem Spannungssensor 13 und
den Motorstrom MCRT2 aus dem Stromsensor 28 und die berechnete
Spannung ab an die PWM-Signalwandlereinheit 42. Die PWM-Signalwandlereinheit 42 erzeugt
das Signal PWMI21 zum aktuellen Leitendschalten/Sperren eines jeden
der NPN-Transistoren Q1 bis Q8 vom Wechselrichter 31 auf
der Grundlage der berechneten Spannung aus der Phasenspannungsrecheneinheit 40A und
gibt das erzeugte Signal PWMI21 an alle Transistoren Q3 bis Q8 vom Wechselrichter 31 ab.
Die NPN-Transistoren Q3 bis Q8 vom Wechselrichter 31 werden
leitend geschaltet/gesperrt als Reaktion auf das Signal PWMI 21, und
der Wechselrichter 31 steuert den Wechselstrommotor M2
an zur Abgabe eines positiven Drehmoments. Der Wechselstrommotor
M2 gibt dadurch ein positives Drehmoment ab und läßt den Motor 55 wenigstens
mit der vorgeschriebenen Drehzahl laufen (Schritt S18).
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Die
Recheneinheit 58A empfängt
den Drehmomentbefehlswert TRE aus der Steuereinheit 60A zum
Berechnen des Energieverbrauchs Pm2 im Wechselstrommotor M2 auf
der Grundlage des Drehmomentbefehlswerts TRE und der Motordrehzahl MRN2
aus der externen ECU (Schritt S19). Zusätzlich berechnet die Recheneinheit 58A die
Summe der Energie Pm, die in Schritt S13 berechnet wurde, und den
Energieverbrauch Pm2 als Summe Pg1 + Pm2 des Leistungserzeugungsbetrags
Pg1 im Wechselstrommotor M1 und den Energieverbrauch Pm2 und gibt
die errechnete Summe ab an die Bestimmungseinheit 56B.
-
Die
Bestimmungseinheit 56B bestimmt dann, ob die Summe Pg1
+ Pm2 positiv oder negativ ist (Schritt S21). Ist bestimmt, daß die Summe
Pg1 + Pm2 negativ ist, dann erzeugt die Bestimmungseinheit 56B ein
Signal DTE5 und gibt es ab an die Steuereinheit 60A. Als
Reaktion auf das Signal DTE5 aus der Bestimmungseinheit 56B sieht
die Steuereinheit 60A die Energie Pm aus der Recheneinheit 58A an als
Leistungserzeugungsbetrag Pg1 im Wechselstrommotor M1 und vergleicht
den Leistungserzeugungsbetrag Pg1 mit dem Energieverbrauch Pm2 aus
der Recheneinheit 58A. Die Steuereinheit 60A erzeugt
dann ein Signal RGE1 und gibt es ab an das Spannungswandlersteuermittel 302A zum
Begrenzen des Rückgewinnungsbetrags
aus dem Wechselstrommotor M1, so daß der Leistungserzeugungsbetrag
Pg1 gleich oder kleiner als der Energieverbrauch Pm2 ist.
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Als
Reaktion auf das Signal RGE1 aus der Steuereinheit 60A erzeugt
das Spannungswandlersteuermittel 302A ein Signal PWMI13
und gibt es ab an den Wechselrichter 14 zum Begrenzen des
Leistungserzeugungsbetrags Pg1 auf den Energieverbrauch Pm2 oder
darunter. Die NPN-Transistoren Q3 bis Q8 vom Wechselrichter 14 werden
leitend/sperrend geschaltet als Reaktion auf das Signal PWMI13, und
der Leistungserzeugungsbetrag Pg1 im Wechselstrommotor M1 wird begrenzt
auf den Energieverbrauch Pm2 im Wechselstrommotor M2 oder darunter
(Schritt S22).
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Wenn
andererseits bestimmt ist, daß die Summe
Pg1 + Pm2 in Schritt S21 positiv ist, dann gibt die Bestimmungseinheit 56B ein
Signal DTE6 an die Steuereinheit 60A ab. Die Steuereinheit 60A nimmt
dann das Signal DTE6 aus der Bestimmungseinheit 56B auf,
um kein Steuersignal zu erzeugen. Der Wechselstrommotor M1 erzeugt
damit einen Leistungserzeugungsbetrag Pg1, der gleich der Energie
Pm ist, die in Schritt S13 errechnet wurde, und der Wechselstrommotor
M2 verbraucht den Energieverbrauch Pm2, der in Schritt S19 errechnet
wurde. Mit anderen Worten, die Wechselstrommotore M1, M2 werden
im gegenwärtigen
Zustand gehalten. Eine Operationsserie endet damit.
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Im
in 12 gezeigten Schritt S18 wird der Wechselstrommotor
M2 so gesteuert, daß er
ein positives Drehmoment abgibt, wenn der Wechselstrommotor M1 im
Rückgewinnungsmodus
arbeitet. Auf diese Weise ist das dritte Ausführungsbeispiel dadurch gekennzeichnet,
daß bei
nicht mit dem Motor 55 im Rückgewinnungsmodus verbundenen
Wechselstrommotor M1 der Wechselstrommotor M2 mit dem Motor 55 verbunden
ist und die Steuerung so erfolgt, daß ein positives Drehmoment
abgegeben wird. Mit anderen Worten, der Energieverbrauch im Wechselstrommotor
M2 ist angestiegen, um zu vermeiden, daß eine Spannung gleich oder
höher als
die Spannungsfestigkeit des Kondensator C2 angelegt wird.
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Unter
Rückbezug
auf 9 wird die Gesamtoperation im Spannungswandlergerät 100B beschrieben.
Nach Start der Gesamtoperation erzeugt das Steuergerät 30B ein
Signal SE mit H-Pegel
und gibt dieses an die Systemrelais SR1, SR2, um die Systemrelais
SR1, SR2 zu aktivieren. Die Gleichstromversorgung B gibt eine Gleichspannung
an den Aufwärtswandler 12 über die
Systemrelais SR1, SR2 ab.
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Der
Spannungssensor 10 stellt die Gleichspannung Vb aus der
Gleichstromversorgung B fest und gibt die festgestellte Gleichspannung
Vb ab an das Steuergerät 30B.
Der Spannungssensor 13 stellt die Spannung Vm am Kondensator
C2 fest und gibt die festgestellte Spannung Vm an die Steuereinrichtung 30B ab.
Der Stromsensor 24 stellt den Motorstrom MCRT1 fest, der
den Wechselstrommotor M1 durchfließt, und gibt den festgestellten
Strom ab an das Steuergerät 30B.
Der Stromsensor 28 stellt den Motorstrom MCRT2 fest, der
den Wechselstrommotor M2 durchfließt, und gibt den festgestellten
Strom an das Steuergerät 30B ab.
Das Steuergerät 30B empfängt Drehmomentbefehlswerte
TR1, TR2 und Motordrehzahlen MRN1, MNR2 aus der externen ECU.
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Das
Steuergerät 30B erzeugt
dann Signal PWMI11 auf der Grundlage der Gleichspannung Vb, der
Ausgangsspannung Vm, dem Motorstrom MCRT1, dem Drehmomentbefehlswerts
TR1 und der Motordrehzahl MRN1, entsprechend dem zuvor beschriebenen Verfahren
und auf der Grundlage des erzeugten Signals PWMI11 an den Wechselrichter 14. Das
Steuergerät 30 erzeugt
auch das Signal PWMI21 auf der Grundlage der Gleichspannung Vb, der
Ausgangsspannung Vm, des Motorstroms MCRT2, des Drehmomentbefehlswerts
TR2 und der Motordrehzahl MRN2, entsprechend dem zuvor beschriebenen
Verfahren, und das erzeugte Signal PWMI21 wird an den Wechselrichter 31 abgegeben.
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Wenn
darüber
hinaus der Wechselrichter 14 (oder 31) den Wechselstrommotor
M1 (oder M2) ansteuert, dann erzeugt das Steuergerät 30B Signal PWMU
zum Steuern des Umschaltens der NPN-Transistoren Q1, Q2 vom Wechselrichter 12 auf der
Grundlage der Gleichspannung Vb, der Ausgangsspannung Vm, des Motorstroms
MCRT1 (oder MCRT2), des Drehmomentbefehlswerts TR1 (oder TR2) und
der Motordrehzahl MRN1 (oder MRN2), und das erzeugte Signal PWMU
wird zum Aufwärtswandler 12 abgegeben.
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Als
Reaktion auf das Signal PWMU wandelt dann der Aufwärtswandler 12 die
Gleichspannung Vb aus der Gleichstromversorgung und liefert die
aufwärtsgewandelte
Gleichspannung über
die Knoten N1, N2 zum Kondensator C2. Der Wechselrichter 14 wandelt
dann die Gleichspannung, die der Kondensator C2 geglättet hat,
in eine Wechselspannung entsprechend dem Signal PWMI11 aus dem Steuergerät 30B zum
Ansteuern des Wechselstrommotors M1. Der Wechselrichter 31 setzt
die Gleichspannung um in eine Wechselspannung, die der Kondensator
geglättet
hat, entsprechend dem Signal PWMI21 aus dem Steuergerät 30B zum
Ansteuern des Wechselstrommotors M2. Der Wechselstrommotor M1 erzeugt
folglich ein Drehmoment, wie es der Drehmomentbefehlswert TR1 bestimmt
hat, und der Wechselstrommotor M2 erzeugt ein Drehmoment, das der Drehmomentbefehlswert
TR2 bestimmt hat.
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Wenn
das Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug mit dem Spannungswandlergerät 100B im Rückgewinnungsabschaltmodus
ist, dann empfängt das
Steuergerät 30B Signal
RGE aus der externen ECU und erzeugt als Reaktion auf das empfangene Signal
RGE die Signale PWM13, 23 zur Abgabe an die Wechselrichter 14 beziehungsweise 31 und
erzeugt das Signal PWMD zur Abgabe an den Aufwärtswandler 12.
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Der
Wechselrichter 14 setzt dann die Wechselspannung vom Wechselstrommotor
M1 in eine Gleichspannung um als Reaktion auf das Signal PWM13 und
liefert die gewandelte Gleichspannung über den Kondensator C2 an den
Aufwärtswandler 12.
Der Wechselrichter 31 wandelt die Wechselspannung, die
der Wechselstrommotor M2 erzeugt hat, als Reaktion auf Signal PWM23
in eine Gleichspannung und liefert die gewandelte Gleichspannung über den
Kondensator C2 zum Aufwärtswandler 12. Der
Aufwärtswandler 12 empfängt dann
die Gleichspannung aus dem Kondensator C2 über die Knoten N1, N2, wandelt
die empfangene Gleichspannung abwärts gemäß dem Signal PWMD und liefert
die abwärts
gewandelte Gleichspannung an die Gleichstromversorgung B. Der elektrische
Strom, den der Wechselstrommotor M1 oder der Wechselstrommotor M2
erzeugt hat, wird dadurch in die Gleichstromversorgung B geliefert.
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Das
Steuergerät 30B stellt
einen Fehler im Aufwärtswandler 12 fest
gemäß dem zuvor
beschriebenen Verfahren und bestimmt, ob der Wechselstrommotor M1
im Antriebsmodus ist oder im Rückgewinnungsmodus
auf der Grundlage einer Energie Pm im Wechselstrommotor M1. Wenn
der Wechselstrommotor M1 im Antriebsmodus ist, dann steuert das
Steuergerät 30B den
Wechselstrommotor M2 so, daß der
Leistungserzeugungsbetrag Pg2 im Wechselstrommotor M2 gleich oder
kleiner als der Energieverbrauch Pm1 im Wechselstrommotor M1 ist.
Wenn der Wechselstrommotor M1 im Rückgewinnungsmodus ist, dann
steuert das Steuergerät 30B den
Wechselstrommotor M1 so, daß der
Leistungserzeugungsbetrag Pg1 im Wechselstrommotor M1 gleich oder kleiner
als der Energieverbrauch Pm2 im Wechselstrommotor M2 ist.
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Eine
Spannung gleich oder höher
als die Spannungsfestigkeit wird folglich daran gehindert, an den
Kondensator C2 zu gelangen, selbst wenn der Wechselrichter 12 versagt.
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Angemerkt
sei, daß das
Fehlerverarbeitungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung entsprechend
dem in 12 gezeigten Ablaufdiagramm das
Feststellen eines Fehlers im Aufwärtswandler und das Steuern
des Leistungserzeugungsbetrags Pg1 im Wechselstrommotor M1 auf einen
gleichen oder geringeren Wert als der Energieverbrauch Pm2 im Wechselstrommotor
M2 gesteuert wird oder daß der
Leistungserzeugungsbetrag Pg2 im Wechselstrommotor M2 so gesteuert
wird, daß er
gleich oder kleiner als der Energieverbrauch Pm1 im Wechselstrommotor
M1 ist.
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Die
Fehlerverarbeitung im Motordrehmomentsteuermittel 301B wird
aktuell von der CPU gesteuert. Die CPU liest ein Programm mit den
Schritten des in 12 gezeigten Ablaufdiagramms
aus dem ROM und führt
das Leseprogramm zum Steuern der Fehlerverarbeitung für den Aufwärtswandler 12 gemäß dem in 12 gezeigten
Ablaufdiagramm aus. Folglich entspricht der ROM einem computerlesbaren
Medium (einem CPU-lesbaren Medium) mit einem Programm, das dort
mit den in 12 gezeigten Schritten des Ablaufdiagramms
aufgezeichnet ist.
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Die
Wechselstrommotore M1, M2 bilden "elektronische Lasten (einschließlich erster
und zweiter elektronischer Lasten)".
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Andere
Einzelheiten gleichen jenen des ersten Ausführungsbeispiels.
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Gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
enthält
das Spannungswandlergerät
eine Steuereinrichtung, die den Leistungserzeugungsbetrag in einem der
Wechselstrommotore auf einen gleichen oder geringeren Wert als den
Energieverbrauch im anderen Wechselstrommotor steuert, für den Fall
des Versagens in einem Aufwärtswandler,
womit vermieden wird, daß eine
Spannung an den Kondensator angelegt wird, die dessen Spannungsfestigkeit überschreitet,
wobei der Kondensator an einem Eingang des Wechselrichters vorgesehen
ist.
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Angemerkt
sei, daß die
vorliegende Erfindung nicht auf die oben dargelegten Ausführungsbeispiele
beschränkt
ist, sondern auf eine Vielzahl von Hybridfahrzeugen oder Elektrofahrzeugen anwendbar
ist. Eine Vielzahl von Wechselrichtern und Motoren kann beispielsweise
parallel zum Kondensator C2 geschaltet werden, und jeder Motor (oder
jeder Motorgenerator) kann unabhängig
angesteuert werden. In diesem Falle kann ein Motor verwendet werden,
um ein Hinterrad anzutreiben, und der andere Motor kann das Vorderrad
antreiben. Ein Hybridfahrzeug ist bekannt, das einen Planetengetriebemechanismus
verwendet, wobei ein Motorgenerator mit einem Zentralritzel des
Planetengetriebemechanismus gekoppelt ist, ein Motor ist mit einem
Planetengetriebemechanismusträger
gekoppelt, und der andere Motorgenerator ist an ein Ringgetriebe
angekoppelt. Die vorliegende Erfindung ist auch anwendbar bei einem
solchen Hybridfahrzeug.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung in Einzelheiten beschrieben und dargestellt
wurde, versteht es sich, daß dieselbe
nur der beispielhaften Darstellung dient und keineswegs als Beschränkung anzusehen
ist, wobei der Erfindungsgedanke und der Umfang der vorliegenden
Erfindung lediglich in Hinsicht auf die anliegenden Patentansprüche beschränkt ist.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die
vorliegende Erfindung ist bei einem Spannungswandlergerät anwendbar,
das zu einer Fehlerverarbeitung in einem Aufwärtswandler in der Lage ist
ohne die Spannungsfestigkeit eines Kondensators erhöhen zu müssen, der
sich am Eingang des Wechselrichters befindet. Die vorliegende Erfindung ist
auch anwendbar bei einem Fehlerverarbeitungsverfahren, das in der
Lage ist, einen Fehler in einem Aufwärtswandler zu verarbeiten,
ohne daß die
Spannungsfestigkeit eines Kondensators erhöht werden muß, der sich
am Eingang eines Wechselrichters befindet. Die vorliegende Erfindung
ist weiterhin anwendbar bei einem computerlesbaren Aufzeichnungsmedium
mit dem Programm, das darauf aufgezeichnet ist, um einen Computer
zu veranlassen, die Fehlerverarbeitung für einen Aufwärtswandler
auszuführen,
ohne daß dafür die Spannungsfestigkeit
eines Kondensators erhöht
werden muß,
der sich am Eingang des Wechselrichter befindet.